高中化学人教版（2019）选择性必修1第四章第二节电解池

高中化学人教版（2019）选择性必修1第四章第二节电解池
一、单选题
1．（2021高二下·奉化期末）如图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图，下列叙述错误的是（　　）
A．a 为电源的负极
B．Fe电极的电极反应是4OH--4e-=2H2O+O2↑
C．通电一段时间后，铁电极附近溶液先变红
D．电解饱和食盐水的化学方程式是2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
【答案】B
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.Fe电极作阴极，对应的a为电源负极，故A项不符合题意；
B.工业上电解食盐水以石墨为阳极，Fe电极为阴极，阴极的电极反应式为： ，故B项符合题意；
C项，Fe电极产生OH-，遇酚酞变红，故C项不符合题意；
D项，NaCl溶液通电生成NaOH、Cl2和H2，故D项不符合题意。
故答案为B。
【分析】根据图示即可判断，电解饱和食盐水，但是铁是活泼金属，因此铁连接的是电池的负极，因此a为负极，b为正极，铁为阴极，水电离出的氢离子得到电子变为氢气，一段时间后，铁附近有大量的氢氧根离子，变红色。石墨电极是氯离子失去电子变为氯气，结合阳极和阴极的电极式即可写出电池总反应
2．（2021高二下·茂名期末）电渗析法是海水淡化的方法之一，具有选择性离子交换膜交错排列构成的多层式电渗析槽，其工作原理如图所示（a、b为不同离子交换膜）。下列有关说法错误的是（　　）
A．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜
B．阴极区电极反应式为
C．X为淡盐水，Y为浓盐水
D．该方法可得到副产品NaOH
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据题意，图中左侧是电解池的阳极，阴离子向左侧迁移，相反阳离子向右侧迁移，则a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，A项符合题意；
B．阴极区电极反应式为 ，B项不符合题意；
C．X为淡盐水，Y为浓盐水，C项不符合题意；
D．根据电解原理可知，该方法可得到副产品NaOH，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据左侧是阳极，吸引大量的阴离子，右侧是阴极，吸引大量的阳离子，故a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，阴极区域是水电离出的氢离子放电，因此出来的是X为淡盐水，Y为浓盐水，根据电解原理产物中可能有氢氧化钠，结合选项进行判断即可
3．（2021高二下·宿迁期末）我国科学家发明了高温电解甲烷生产 的方法，原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．X为电源的负极
B．Ni电极上发生的电极反应方程式为
C．电解一段时间后熔融碳酸盐中 的物质的量增多
D．该条件下，每产生1mol ，则生成12gC
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用；物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.根据图示，碳酸根离子在Ni电极上得到电子变为碳和氧离子，Ni电极是阴极，则Y为电源的负极，X为电源的正极，故A不符合题意
B.碳酸根离子在Ni电极上得到电子生成碳和氧离子，Ni的电极上发生的电极式为CO32-+4e=C+3O2-，故B符合题意
C.根据总的反应CH4C+2H2，电解一段时间后熔融的碳酸盐中的氧离子物质的量不变，故C不符合题意
D.根据总反应CH4C+2H2，每产生1mol的氢气，则生成6g的碳，故D不符合题意
故答案为：B
【分析】根据图示，碳酸根离子变为碳单质和氧离子，发生的是还原反应，因此Ni是阴极，连接的Y是负极，X为正极，阴极发生的反应是 ，阳极发生的反应是：CH4-4e+3O2-=2H2+CO32-，得到总的反应为CH4C+2H2，即可根据氢气的物质的量计算出碳的质量
4．（2021高二下·奉化期末）如图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图，下列叙述不正确的是（　　）
A．a 为电源的负极
B．Fe电极的电极反应是4OH－- 4e－=2H2O+O2↑
C．通电一段时间后，铁电极附近溶液先变红
D．电解饱和食盐水的化学方程式是 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
【答案】B
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.铁做阴极，对应连接的a作为电池的负极，故A不符合题意
B.工业上电解食盐水时以石墨作为阳极，铁作为阴极，阴极的电极式是2H2O+2e=2OH-+H2，故B符合题意
C.铁电极负极产生的是氢氧根离子，遇到酚酞变红色，故C不符合题意
D.氯化钠溶液通电生成氢氧化钠和氢气和氯气，总的化学方程式为： 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 故D不符合题意
故答案为：B
【分析】根据电解池即可判断，电解饱和食盐水，铁做阴极，a即是电池的负极，铁极发生的是2H2O+2e=2OH-+H2，阴极附近聚集大量的氢氧根离子，因此阴极附近是红色，石墨做阳极，b为电池的正极，发生的是2Cl--2e=Cl2，即可写出总的电池反应为 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
5．（2021高二下·嘉兴期末）电镀废液中 可通过下列反应转化成铬黄 ： ΔH< 0
该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】化学平衡转化过程中的变化曲线；电镀
【解析】【解答】A.该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成物的物质的量浓度减小，反应物的物质的量浓度增大，平衡常数随着温度的升高而减小，故A符合题意
B.pH增大，c(H+)减小，平衡向正反应方向移动，重铬酸根离子转化率增大，故B不符合题意
C.温度升高，正逆反应速率增大，故C不符合题意
D.增大反应物Pb2+的物质的量浓度，平衡正向移动，另一反应物重铬酸根离子的物质的量减小，故D不符合题意
故答案为：A
【分析】根据反应方程式 ΔH< 0 ，温度升高正逆速率均增大，且平衡逆向移动，因此平衡常数减小，当pH增大时促进正反应的发生，导致平衡右移，增加铅离子的浓度重铬酸根转化率增大，浓度降低
6．（2021高二下·安康期末）一种基于无机一有机杂化四钠盐分子（用P表示）的对称钠离子电池的结构如图所示，实线箭头和虚线箭头表示的是放电或充电过程中物质转化和离子移动的情况。下列说法正确的是（　　）
A．虚线箭头表示的是充电过程
B．电池工作一段时间后，需补充金属钠
C．放电时， 移向正极，与N结合生成P
D．充电时，阴极反应式为
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由图中可知道，右边电池的正极，充电时右侧做电解池的阳极，充电时阳离子向阴极移动，虚线箭头是放电过程，故A不符合题意
B.根据图示，放电时 钠离子向右侧移动，充电时钠离子向左侧移动，不用补充，故B不符合题意
C.放电时，钠离子向正极移动，与N结合形成P，故C符合题意
D.充电时，阴极是得到电子，是P到M的过程，故D不符合题意
故答案为：C
【分析】根据放电时左侧是负极，左侧是M失去电子和钠离子变为P，右侧是正极，是N得到电子结合钠离子变为P，充电时，左侧是阴极，是P得到电子结合钠离子变为M发生还原反应。右侧是阳极，P失去电子变为N和钠离子，发生氧化反应。结合选项进行判断
7．（2021·乌兰察布模拟）化学工作者近期研究了一种新型偶氮苯类水系有机液流电池示意图如下，采用惰性电极材料，电池工作原理X－N－－N－－X＋2[Fe(CN)6]3- X－N=N－X＋2[Fe(CN)6]4-，下列说法中正确的是（　　）
A．放电时，电池的正极反应为：[Fe(CN)6]3－－e-=[Fe(CN)6]4-
B．充电时，M为阴极，发生还原反应
C．放电时，Na＋通过离子交换膜从右极室移向左极室
D．充电时，当电路中转移0.5mol电子时，有106g[Fe(CN)6]4-得到电子
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，N极得电子，发生还原反应作正极，电极反应方程式为[Fe(CN)6]3－+e-=[Fe(CN)6]4-，A项不符合题意；
B．充电时，M极得到电子作为阴极，发生还原反应，B项符合题意；
C．放电时，N极作为正极，M极作为负极，Na＋通过离子交换膜从左极室移向右极室，C项不符合题意；
D．充电时，当电路中转移0.5mol电子时，发生反应为[Fe(CN)6]3－+e-=[Fe(CN)6]4-，则有0.5mol[Fe(CN)6]4-失去电子，而不是 [Fe(CN)6]4-得到电子，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据 X－N－－N－－X＋2[Fe(CN)6]3- X－N=N－X＋2[Fe(CN)6]4-， 即可判断放电时，M做负极发生X－N－－N－－X-2e=X－N=N－X，是氧化反应，N极做正极发生的是2[Fe(CN)6]3-+2e=2[Fe(CN)6]4- ，钠离子向正极移动，充电时，M做阴极发生的是X－N=N－X+2e=X－N－－N－－X，发生还原反应，而N极做阳极，发生的是2[Fe(CN)6]4- -2e=2[Fe(CN)6]3-，发生氧化反应，根据转移的电子数即可计算出 [Fe(CN)6]4-的质量
8．（2021·沈阳模拟）一种以锌一石墨烯纤维无纺布为负极、石墨烯气凝胶(嵌有 ，可表示为 )为正极、盐一水“齐聚物”为电解质溶液的双离子电池如图所示。下列有关该电池的说法错误的（　　）
A．放电时，石墨烯气凝胶电极上的电极反应式为
B．多孔石墨烯可增大电极与电解质溶液的接触面积，也有利于 扩散至电极表面
C．电池总反应为
D．充电时， 被还原， 在石墨烯纤维无纺布电极侧沉积， 被氧化后在阴极嵌入
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，正极发生还原反应，石墨烯气凝胶电极上的电极反应式为 ，故A不符合题意；
B．多孔石墨烯可增大电极与电解质溶液的接触面积，也有利于 扩散至电极表面，故B 不符合题意；
C．由分析可知，电池总反应为 ，故C不符合题意；
D．充电时， 被还原，Zn在石墨烯纤维无纺布电极侧沉积， 被氧化后在阳极嵌入，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】结合图可知，电池总反应为 ，放电时，正极反应为： ，负极反应为：Zn-2e-=Zn2+，据此解答。
9．（2021·萍乡模拟）新型可充电钠离子电池因具有原料储量丰富，价格低廉，安全性高等优点而备受青睐，而Fe[Fe(CN)6]因理论比容量较高，充放电过程中材料结构稳定，有利于Na的可逆脱嵌，可以作为一种非常有潜力的正极材料，下列说法错误的是（　　）
A．充电时，锌片应该与电源的负极相连
B．放电时，正极反应为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]
C．放电时，外电路中通过0.2mol电子时，有0.1molZn(ClO4)2生成
D．对于正极材料，放电可实现Na+的脱嵌，充电可实现Na+的嵌入
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A． 充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，锌片应该与电源的负极相连，故A不符合题意；
B．
放电时，Fe[Fe(CN)6]正极材料发生还原反应，该材料充放电过程中有利于Na+的可逆脱嵌，正极反应为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，故B不符合题意；
C．
放电时，负极上的反应：Zn-2e=Zn2+，外电路中通过0.2mol电子时，有0.1molZn(ClO4)2生成，故C不符合题意；
D．
放电时，Fe[Fe(CN)6]作为正极材料发生还原反应，实现Na+嵌入，充电时，Fe[Fe(CN)6]作为阳极材料发生氧化反应，实现Na+脱嵌，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】原电池时，锌是负极，Zn-2e=Zn2+，Fe[Fe(CN)6]作为正极材料，Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，充电时锌作阴极，Fe[Fe(CN)6]作阳极，放电时，Fe[Fe(CN)6]作为正极材料发生还原反应，实现Na+嵌入，充电时，Fe[Fe(CN)6]作为阳极材料发生氧化反应，实现Na+脱嵌。
10．（2021·盐城模拟）辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用FeCl3溶液漫泡提取铜，反应的离子方程式为Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S。Cu2S可由黄铜矿(主要成分CuFeS2)通过电化学反应转变而成，其工作原理如图所示。关于Cu2S与FeCl3制备Cu2+的反应，下列说法错误的是（　　）
A．Cu+转化成Cu2+失去的1个电子基态时填充在3d轨道上
B．当光束通过加热后的FeCl3溶液，可能产生丁达尔效应
C．生成物中Cu2+、S都是氧化产物
D．该反应每转移2mole—，则生成1molS
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．铜元素的原子序数为29，失去1个电子形成亚铜离子，亚铜离子的价电子排布式为3d10，再失去1个3d电子形成铜离子，故A不符合题意；
B．氯化铁溶液在加热条件下发生水解反应生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体能产生丁达尔效应，故B不符合题意；
C．由方程式可知，反应中铜元素和硫元素的化合价升高被氧化，则铜离子和硫是反应的氧化产物，故C不符合题意；
D．由方程式可知，反应生成1molS，转移4mol电子，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，该装置为电解池，a电极为电解池的阳极，在硫化氢作用下，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成硫化亚铜和氢离子，电极反应式为2Cu-2e-+H2S= Cu2S+2H+，b电极是阴极，CuFeS2在阴极得到电子发生还原反应Cu2S、Fe2+、H2S，电极反应式为2CuFeS2+6H++2e-=Cu2S+2Fe2++3H2S↑，氢离子通过阳离子交换膜，由左室向右室移动。
11．（2021·盐城模拟）辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用FeCl3溶液漫泡提取铜，反应的离子方程式为Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S。Cu2S可由黄铜矿(主要成分CuFeS2)通过电化学反应转变而成，其工作原理如图所示。下列有关电解CuFeS2的说法正确的是（　　）
A．a为电源的负极
B．该装置将化学能转化为电能
C．离子交换膜为阴离子交换膜
D．b电极上的反应为：2CuFeS2+6H++2e—=Cu2S+2Fe2++3H2S↑
【答案】D
【知识点】化学反应中能量的转化；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，该装置为电解池，a电极为电解池的阳极，故A不符合题意；
B．由分析可知，该装置为将电能转化为化学能的电解池，故B不符合题意；
C．由分析可知，该装置为电解池，工作时氢离子通过阳离子交换膜，由左室向右室移动，故C不符合题意；
D．由分析可知，该装置为电解池，a电极为电解池的阳极，在硫化氢作用下，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成硫化亚铜和氢离子，电极反应式为2Cu-2e-+H2S= Cu2S+2H+，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，该装置为电解池，a电极为电解池的阳极，在硫化氢作用下，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成硫化亚铜和氢离子，电极反应式为2Cu-2e-+H2S= Cu2S+2H+，b电极是阴极，CuFeS2在阴极得到电子发生还原反应Cu2S、Fe2+、H2S，电极反应式为2CuFeS2+6H++2e-=Cu2S+2Fe2++3H2S↑，氢离子通过阳离子交换膜，由左室向右室移动。
12．（2021·南京模拟）以NaClO2溶液和NaCl溶液为原料，采用电解法制备ClO2气体具有效率高和产品纯度高的优点，其原理如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．电解时化学能转化为电能
B．电解时NaCl溶液浓度保持不变
C．电解时Na+由b极区向a极区迁移
D．电解时阳极的电极反应式为ClO -e-=ClO2↑
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电解池工作时将电能转化为化学能，A不符合题意；
B．电极a上的反应为ClO -e-=ClO2↑，所以阳极迁移到阴极的阳离子为Na+，而电解时电极b上水电离出的氢离子放电生成氢气，所以右侧溶液中水减少，NaCl浓度变大，B不符合题意；
C．电解池中阳离子向阴极移动，所以Na+由a极区向b极区迁移，C不符合题意；
D．电解池中阳极ClO 失电子生成ClO2，电极反应为ClO -e-=ClO2↑，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电极a上NaClO2转化为ClO2，Cl元素化合价升高，发生氧化反应，所以电极a为阳极，电极b为阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气。
13．（2021·厦门模拟）我国研制的碱性锌铁液流电池工作原理如图。下列说法错误的是（　　）
A．充电时，a电极反应式为
B．充电时，b电极区pH增大
C．理论上，每消耗6.5gZn，溶液中将增加0.1
D．采用带负电隔膜可减少充电时产生锌枝晶破坏隔膜
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．充电时，a为阳极发生氧化反应，电极反应为Fe(CN) -e-=Fe(CN) ，A不符合题意；
B．充电时，b为阴极发生还原反应：Zn(OH) +2e-= Zn+4OH-，生成氢氧根，所以pH增大，B不符合题意；
C.6.5gZn的物质的量为0.1mol，根据电极方程式可知此时转移0.2mol电子，生成0.2mol Fe(CN) ，C符合题意；
D．带负电隔膜对Zn(OH) 离子有排斥作用，可实现碱性锌铁液流电池在充电过程中锌的沉积方向由沿离子传导膜向沿电极侧转变，避免了锌枝晶对隔膜造成破坏，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】Zn为活泼金属，所以放电时b电极为负极，发生氧化反应：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH) ，a电极为正极发生还原反应：Fe(CN) +e-=Fe(CN) ；则充电时a为阳极发生氧化反应，b为阴极发生还原反应。
14．（2021·三明模拟）南京大学开发出一种以太阳能驱动的恒流电解装置，成功实现了从海水中提取金属锂，其工作原理如图。下列说法错误的是（　　）
A．铜箔为阴极，发生还原反应
B．阳极区可能有 和 生成
C．工作时的能量转化形式：太阳能→化学能→电能
D．固体陶瓷膜可让海水中的 选择性通过
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．锂离子在铜箔上得到电子，生成金属锂，则铜箔为阴极，发生还原反应，A项不符合题意；
B．阳极上可以是氯离子或水失电子，就有氯气或氧气生成，B项不符合题意；
C．该装置是先利用太阳能发电，然后电解海水生成锂，所以工作时的能量转化形式：太阳能→电能→化学能，C项符合题意；
D．该装置的目的是为了从海水中提取金属Li，固体陶瓷膜让海水中的锂离子通过，锂离子从海水中到阴极铜箔得电子，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】该装置的目的是为了从海水中提取金属Li，是先利用太阳能发电，将电能转化为化学能，是电解池装置，在海水上面的铜箔为阴极，发生还原反应：Li++e-=Li，催化电极为阳极，因海水中有氯离子，阳极上可以是氯离子或水失电子，就有氯气或氧气生成
15．（2021·泉州模拟）利用CO2电催化还原法制取清洁燃料HCOOH，可实现温室气体CO2的资源化利用。其工作原理如图。下列有关说法错误的是（　　）
A．M为阳极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．N极的电极反应式为CO2+2e-+2H＋=HCOOH
D．消耗的CO2与生成的O2物质的量之比为2：1
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．M极上水分子失去电子被氧化为氧气，M为阳极，A不符合题意；
B． 阳极水失去电子，生成氢离子和氧气，氢离子通过阳离子交换膜进入阴极室，离子交换膜为阳离子交换膜，B符合题意；
C． N极上二氧化碳转化为甲酸，是得到电子的还原反应，电极反应式为CO2+2e-+2H＋=HCOOH，C不符合题意；
D． 按得失电子数守恒得关系式： ，则 消耗的CO2与生成的O2物质的量之比为2：1，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据CO2到甲酸，碳元素的化合价降低被还原，发生二氧化碳得到电子结合氢离子变为甲酸的还原反应，因此N做阴极，对应M做阳极，是水失去电子变为氧气，发生氧化反应，由于阴极区需要氢离子，因此是阳离子交换膜，根据得失电子即可计算出而二氧化碳和氧气的物质的量之比
16．（2021高二下·高邮月考）利用Kolbe's电解法制取乙炔的反应原理为：
有关该反应的下列说法正确的是（　　）
A．化学能转变为电能
B．电解槽中向阴极迁移的主要是H+
C．电解过程中溶液pH不断减小
D．阴极的电极反应式为2H2O+ 2e-=20H-+ H2↑
【答案】D
【知识点】常见能量的转化及运用；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电解池是将电能转化为化学能，故A不符合题意
B.电解时，阴极是氢离子得到电子变为氢气，钾离子向阴极移动，故B不符合题意
C.电解过程中产生大量氢氧根离子，故pH增大，故C不符合题意
D.阴极是氢离子的得到电子，电解质溶液显碱性，因此阴极是2H2O+2e=2OH-+H2，故D符合题意
故答案为：D
【分析】根据电解方程式，电解池是将电能转化为化学能的装置，阴极是水电离出的氢离子得到电子，变为氢气，留下大量的氢氧根离子吸引的量的钾离子，正极是失去电子变为乙炔和二氧化碳，电解时不断的产生氢氧化钾，碱性增强
17．（2021·台州模拟）下列说法错误的是（　　）
A． 均可通过化合反应生成
B．用惰性电极分别电解 溶液，均为电解水
C．将 气体分别通入紫色石蕊试液中，均出现溶液先变红后褪色
D．将铁片和铝片置于冷的浓硝酸中均发生钝化
【答案】C
【知识点】硝酸的化学性质；电解池工作原理及应用；二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A．Fe+2FeCl3=3FeCl2，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，因此 均可通过化合反应生成，A不符合题意；
B．放电顺序：OH-＞ ，H+＞Na+，因此电解 和NaOH溶液时，阳极均为OH-失去电子，阴极均为H+得到电子，都是在电解水，B不符合题意；
C．SO2不能使酸碱指示剂褪色，C符合题意；
D．铁和铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中均会钝化，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】氯气溶于水形成盐酸和次氯酸，可以使石蕊变红色，但是次氯酸具有氧化性可以使石蕊褪色，而二氧化硫是酸性氧化物溶于水形成亚硫酸，可以是石蕊变红，不能使紫色石蕊褪色，其他选项均正确
18．（2021·义乌模拟）医用口罩的外层喷有丙烯的聚合物聚丙烯。某科研机构在酸性条件下，用石墨棒作电极，将CO2转化为丙烯(CH2 =CH—CH3) ，原理如图所示。下列有关叙述错误的是（　　）
A．a 为电源负极
B．左池的电极反应式：3CO2 +18e- + 18H+=CH2=CH — CH3+6H2O
C．H+从右侧通过质子交换膜进入左侧
D．若制取过程中转移 3 mol 电子，则产生 11. 2 L 丙烯
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知，a 为电源负极，故A不符合题意；
B.由碳元素化合价的变化可知，左池为阴极池，二氧化碳在阴极上得到电子发生还原反应生成丙烯，电极反应式为3CO2 +18e- + 18H+=CH2=CH- CH3+6H2O，故B不符合题意；
C.阳离子向阴极移动，则H+从右侧通过质子交换膜进入左侧，故C不符合题意；
D.缺标准状况，无法利用转移电子数目计算丙烯的体积，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由碳元素化合价的变化可知，左池为阴极池，a电极为电源的负极，二氧化碳在阴极上得到电子发生还原反应生成丙烯，电极反应式为3CO2 +18e- + 18H+=CH2=CH- CH3+6H2O，右池为阳极池，b电极为电源的正极，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2H2O-4e- = O2↑+4H+。
19．（2021·广东）钴( )的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是（　　）
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的 均增大
B．生成 ，Ⅰ室溶液质量理论上减少
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解总反应：
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知，工作时，Ⅰ室内c(H＋)减小，溶液的pH增大，Ⅱ室内的c(H＋)增大，pH减小，A不符合题意；
B.反应生成1molCo，则转移2mol电子，则Ⅰ室内反应生成O2的物质的量为0.5mol，其质量为0.5mol×32g/mol=16g，此时有2molH+通过阳离子交换膜进入Ⅱ室内，其质量为2mol×1g/mol=2g，因此Ⅰ室内溶液减少的质量为16g+2g=18g，B不符合题意；
C.移除交换膜后，由于Cl－失电子能力强于OH－，因此石墨电极上主要有Cl－失电子，其电极反应式为2Cl－－2E=Cl2↑，C不符合题意；
D.由分析可知，该电解池中阳极的电极反应式为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，阴极的电极反应式为Co2＋＋2e－=Co，因此电解总反应为：2Co2＋＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋，D符合题意；
故答案为：D
【分析】在该电解池中，石墨电极与电源的正极相连，为阳极，H2O电离产生的OH－发生失电子的氧化反应，生成O2，其电极反应式为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，此时Ⅰ室内的H＋通过阳离子交换膜进入Ⅱ室内。Co电极与电源的负极相连，为阴极，溶液中的Co2＋发生得电子的还原反应，其电极反应式为：Co2＋＋2e－=Co；此时Ⅲ室内的Cl－通过阴离子交换膜进入Ⅱ室内。据此结合选项进行分析。
20．（2021·全国甲）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的 解离为 和 ，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是（　　）
A． 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为： +2H++2e-= +H2O
C．制得 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 电子
D．双极膜中间层中的 在外电场作用下向铅电极方向迁移
【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，A不符合题意；
B.阳极上为Br-失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，B不符合题意；
C.电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸转移电子为2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸转移电子为2mol，根据转移电子守恒可知每生成1mol乙醛酸转移电子为1mol，因此制得2mol乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2mol电子，C不符合题意；
D.由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，D符合题意；
故答案为：D
【分析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br-被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，OH-移向阳极。
二、多选题
21．（2021高二下·河北期末）硼酸（H3BO3或B（OH）3）是一元弱酸，常用于医药玻璃等工业，并用作食物防腐剂和消毒剂，工业上通过电解法制备硼酸。其工作原理如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．Pt（I）为阴极，电解一段时间后，该极区pH减小
B．产品室发生的反应为B（OH） +H+=H3BO3+H2O
C．Pt（I）极区加入氢氧化钠是为了增强溶液的导电性
D．膜x是阴离子交换膜
【答案】B,C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，Pt（I）为阴极，电解一段时间后，该极区溶液pH增大，故A不符合题意；
B．由分析可知，B（OH） 通过阴离子交换膜进入产品室，在产品室中B（OH） 与氢离子反应生成硼酸，反应的离子方程式为B（OH） +H+=H3BO3+H2O，故B符合题意；
C．水的导电性弱，则Pt（I）极区加入氢氧化钠是为了增强溶液的导电性，加快电解的反应速率，有利于硼酸的生成，故C符合题意；
D．由分析可知，膜x是阳离子交换膜，故D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】 由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的Pt(I)为阳极，稀硫酸溶液中的水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，溶液中氢离子浓度增大，由电荷守恒关系可知，溶液中氢离子通过阳离子交换膜进入产品室；与直流电源负极相连的Pt(II)为阴极，溶液中的水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，溶液中氢氧根离子浓度增大，由电荷守恒关系可知，氢氧根离子通过阳离子交换膜进入原料室，B(OH)通过阴离子交换膜进入产品室；产品室中B(OH)4-与氢离子反应生成硼酸。
22．（2021·石家庄模拟）钠碱脱硫液( )吸收一定量 气体后，可通过以下装置实现再生。下列说法正确的是（　　）
A．电极b应接电源的负极
B．m应为阳离子交换膜
C．出液2的 大于进液 的
D．出液1可使溴水褪色
【答案】B,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电极b，发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，A不符合题意；
B．m为阳离子交换膜，允许H+和Na+通过，在左侧出现再生液，B符合题意；
C．由于右侧水放电，放氧生酸，水的量减少，故H2SO4的浓度变大，pH减低，C不符合题意；
D．出液1为H2SO3溶液，可使溴水褪色，D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】脱疏完后的溶液液在阴极区发生析氢反应，使阴极区pH值上升，因此过量的OH-与HSO3-反应生成SO32-或与Na+结合生成NaOH。因此左侧再生液为NaOH和Na2SO3溶液，由于电荷守恒，中间区的Na+进入左侧，而在右侧，发生氧化反应，2H2O-4e-=O2+4H+，H+透过阳膜定入中间区，因此.出液1为H2SO3溶液。此反应本质是双阳膜电解法。
23．（2021高一下·五莲期中）利用电解法可将含有 等杂质的粗铜提纯。下列叙述中正确的是（　　）
A．电解时精铜作阳极
B．粗铜连接电源的负极
C．电解时阴极上发生的电极反应为
D．电解后，电解槽底部会形成含有少量 等金属的阳极泥
【答案】C,D
【知识点】铜的电解精炼；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电解精炼铜时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，故A不符合题意；
B．电解精炼铜时，粗铜应作阳极，连接电源的正极，故B不符合题意；
C．电解时，阴极Cu2+得电子生成Cu单质，电极反应式为： ，故C符合题意；
D．金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式沉积下来，故D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】电解精炼铜时，粗铜做阳极，纯铜做负极，电解时，阳极是一些活泼的金属如锌、铁先放电，之后是铜放电，而银和铂不放电，称为阳极泥，而阴极是铜离子在得到电子变为铜单质，总的铜离子浓度在降低
24．（2021·邵阳模拟）2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂离子电池发展作出突出贡献的三位科学家，他们创造了一个可充电的世界。Garmet型固态电解质被认为是锂电池最佳性能固态电解质。某Garmet型可充电锂电池放电时工作原理如图所示，下列说法正确的是（　　）
(电池总反应为： LixC6+LisxLaZrTaO LiLaZrTaO+6C)
A．放电时，b极为负极
B．充电时，固态电解质中Li+移向a极
C．放电时，a极反应LiLaZrTaO-xe-=xLi++LinxLaZrTaO
D．充电时，若转移0.01mol电子，b极质量减少0.07 g
【答案】B,D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 电池放电时，阳离子向正极移动，根据放电时Li的移动方向可知，b极为正极，A不符合题意；
B. 充电时，a为阴极，b为阳极，Li+移向阴极，B符合题意；
C.放电时a电极上发生反应：LixC6-xe-=xLi++6C，不符合题意；
D. 充电时b极反应： LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO，若转移0.01mol电子，则有0.01molLi+从b电极中脱去，电极减重0.01mol×7g/mol=0.07g，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】放电时为原电池，阳离子向正极移动，根据图像可知，放电时Li+向b极移动，故b为正极，所以a为负极。原电池反应为：
正极：xLi++Li1-xLaZrTaO+xe-=LiLaZrTaO
负极：LixC6-xe-=xLi++6C
电解池的反应为：
阳极： LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO
阴极：xLi++6C+xe-=LixC6
25．（2021·潍坊模拟）一种可充放电的铝离子电池工作原理如图所示，电解质为 离子液体， 在电池反应后转化为 和 。下列说法正确的是（　　）
A．若 从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量减少
B．该电池放电时，正极反应为
C．为提高电池效率，可以向 电极附近加入适量 水溶液
D．充电时电池负极的反应为
【答案】A,B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．硫化铜反应后转化为硫化亚铜以及 ，且 ， ，化合价改变的只有Cu，故硫化铜从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量减少，A项符合题意；
B．根据以上分析，B项符合题意；
C．如图所示，应加入 ，C项不符合题意；
D．充电时，电极方程式为 ，D项不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】放电时，铝为负极，被氧化生成 ，电极方程式为 ，正极反应为： ；充电时，是电解池：阳极方程式为 ；阴极反应为 。
26．（2021·永州模拟）双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH-。利用双极膜电渗析法和惰性电极电解食盐水可获得淡水、NaOH溶液和盐酸，其工作原理如下图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的是（　　）
A．M膜为阴离子交换膜
B．出口2的产物是盐酸
C．若去掉双极膜(BP)，阳极室会有Cl2生成
D．电路中每转移1 mol电子，两极共得到0.5 mol气体
【答案】A,D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，M膜为阳离子交换膜，故A不符合题意；
B．由分析可知，出口2的产物为盐酸，故B符合题意；
C．若去掉双极膜，浓氯化钠溶液中的氯离子会在阳极上失去电子发生氧化反应生成氯气，则阳极室会有氯气生成，故C符合题意；
D．由分析可知，氢离子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气，若电路中每转移1 mol电子，由得失电子数目守恒可得两极共得到气体的物质的量为1 mol× +1 mol× =0.75mol，故D不符合题意；
故答案为：AD。
【分析】由题给示意图可知，该装置为电解池，左侧与电源负极相连的电极为电解池的阴极，BP双极膜解离出的氢离子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，解离出的氢氧根离子进入1室，使1室中溶液电荷不守恒，促使盐室中的钠离子从阳离子交换膜进入1室，则M膜为阳离子交换膜，出口1的产物为氢氧化钠溶液；右侧与电源正极相连的电极为阳极，BP双极膜解离出的氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气，解离出的氢离子进入2室，使2室中溶液电荷不守恒，促使盐室中的氯离子从阳离子交换膜进入2室，则N膜为阴离子交换膜，出口2的产物为盐酸。
27．（2020高三上·启东期中）一种可充电锂离子电池的示意图如下，已知 中 ，下列关于锂离子电池的说法正确的是（　　）
A．放电时电池总反应为
B．放电时， 在电解质中由负极通过A膜向负极迁移
C．充电时，若转移1mol ，左侧电极将增重
D．充电时，阳极的电极反应式为
【答案】A,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．锂离子电子放电时负极LixC6失电子被氧化，正极Li1-xCoO2得电子发生还原反应生成LiMnO2，则总反应式为 ，故A符合题意；
B．放电时，阳离子向正极移动，则 在电解质中由负极通过A膜向正极迁移，故B不符合题意；
C．充电时，左侧发生还原反应，电极反应式为C6+xLi++xe-=LixC6，若转移1mol ，电极增重的质量为7g/mol×1mol=7g，故C不符合题意；
D．充电时，右侧电极为阳极，LiCoO2失电子被氧化为Li1-xCoO2，电极反应式为 ，故D符合题意；
故答案为AD。
【分析】该电池放电时LixC6失电子被氧化，为负极，正极上Li1-xCoO2得电子发生还原反应生成LiCoO2，为正极。
三、填空题
28．（2019高二上·余姚期中）工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如下：
（1）在阳极区发生的反应包括　 　和H++HCO3-＝H2O+CO2↑。
（2）简述CO32-在阴极区再生的原理　 　
【答案】（1）4OH--4e-＝2H2O+O2↑(或2H2O-4e-＝4H++ O2↑)
（2）HCO3 –存在电离平衡：HCO3－ H++CO32-，阴极H+放电，浓度减小平衡右移（或溶液中H+放电，增大了OH－浓度，与HCO3 –反应，从而使CO32-再生）
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）装置图分析与电源正极相连的为电解池的阳极，与电源负极相连的为电解池的阴极，阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为4OH --4e-＝2H2O+O2↑；（2）HCO3 –存在电离平衡：HCO3－ H++CO32-，在阴极区，溶液中H+放电，破坏水的电离平衡，OH-浓度增大，OH-与HCO3-反应生成CO32-，所以CO32-在阴极区再生。
【分析】（1）装置图分析与电源正极相连的为电解池的阳极，与电源负极相连的为电解池的阴极，阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气；
（2）阴极H+放电OH-浓度增大，OH-与HCO3-反应生成CO32-，CO32-再生．
29．（2019高二上·宁县期末）原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置：
①a和b不连接时，烧杯中现象是　 　。
②a和b用导线连接，Cu极为原电池　 　极(填“正”或“负”)，电极反应式为：　 　；溶液中H+移向　 　(填“Cu”或“Zn”)极。电池总反应式为：　 　。
③若电解质溶液改为AgNO3溶液，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质量变化为　 　g。
【答案】锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出；正；2H++2e-=H2↑；Cu；Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；21.6
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】①a和b不连接时，该装置不构成原电池，锌和氢离子发生置换反应，离子反应方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，因此实验现象为锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出；
②a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；锌失电子发生氧化反应而作负极，放电时，电解质溶液中氢离子向正极铜电极移动，总反应式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；
③若电解质溶液改为AgNO3溶液，则在Cu电极上发生反应Ag++e-=Ag，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片析出0.2molAg，质量为0.2mol×108g/mol=21.6g 。
【分析】①ab不连接铜不反应、锌与硫酸反应生成硫酸铜和氢气；
②ab连接形成原电池活泼金属锌为负极、Cu为正极；
③电解质溶液改为硝酸银溶液，则在铜电极上析出单质银，根据转移电子的物质的量计算质量变化。
四、实验探究题
30．（2020高一下·哈尔滨期末）某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。
（1）如图1为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过　 　mol电子。
（2）其它条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图2所示。甲装置铜丝电极反应为　 　；乙装置中与铜线相连石墨电极上发生的反应式为　 　。
（3）电化学降解 的原理如图3所示，电源正极为　 　(填“a”或“b”)；若总反应为4 +4H+ 5O2↑+2N2↑+2H2O，则阴极反应为　 　。
【答案】（1）0.2mol
（2）O2+2H2O+4e﹣＝4OH﹣；2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
（3）a；2 +12H++10e﹣=N2↑+6H2O
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe﹣2e﹣＝Fe2﹣，石墨为正极，发生Cu2++2e﹣＝Cu，总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu，一段时间后，两电极质量相差12g，
120g：12g=2mol：n解得n＝0.2mol，故答案为：0.2；(2)若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，正极发生O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，则乙装置与铜相连的石墨为阳极，阳极发生氧化反应：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；故答案为：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣；2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；(3)硝酸根离子得电子生成氮气，则b相连的电极为阴极，所以b为负极，a为正极，阴极上的反应为：2 +10e﹣+12H+＝6H2O+N2↑；故答案为：a；2 +10e﹣+12H+＝6H2O+N2↑。
【分析】(1)根据Fe+Cu2+═Fe2++Cu，利用差量法计算；(2)甲装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，正极发生O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，则乙装置与铜相连的石墨为阳极，阳极发生氧化反应：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；(3)硝酸根离子得电子生成氮气，则b相连的电极为阴极，条件为酸性，写出电极反应式。
31．（2021·海淀模拟）实验小组探究不同浓度 溶液的电解反应。分别用石墨电极电解 溶液和 溶液，记录实验现象如下表。
实验装置 实验编号及试剂 实验现象
① 溶液(蓝色) 阳极：产生有刺激性气味的气体 阴极：电极上有红色固体析出
② 溶液(绿色) 阳极：产生有刺激性气味的气体 阴极：电极上有少量红色固体和白色固体析出，同时电极附近液体变为黑色
（1）经检验，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。①中电解反应的化学方程式为　 　。
（2）Ⅰ．探究②中产生白色固体的原因。
查阅资料：
i．阴极附近的白色固体为 ；
ii． 在水溶液中单独存在时不稳定，容易发生反应： 。
结合资料分析CuCl产生的路径有如下两种可能：
路径1：阴极发生电极反应分两步：
i．　 　
ⅱ． ，同时伴随反应 ，生成白色沉淀。
（3）路径2：阴极发生电极反应 ，而后发生反应a：　 　(写出离子方程式)，生成白色沉淀。同学们通过实验证明反应a可以发生，其实验操作和现象是　 　。
（4）Ⅱ．探究②中阴极区液体中黑色物质的成分。
进一步查阅资料，提出以下猜想。
猜想1．生成氢氧化铜，进而转化为极细小的氧化铜；
猜想2．生成铜的速率快，形成黑色纳米铜；
猜想3．发生反应 (棕黑色)。
若猜想1成立，则阴极一定还存在的电极反应是　 　。
取2mL黑色液体于试管中，分别加入不同试剂，记录实验现象如下表。
实验编号 ③ ④ ⑤
加入试剂 4mL浓 4mL浓HCl
实验现象 溶液变澄清，呈绿色，试管口有浅红棕色气体生成 黑色液体颜色变深 溶液变澄清，呈绿色，同时出现少量白色沉淀
（5）甲同学根据实验③产生的现象得出结论：黑色液体中一定有纳米铜。乙同学认为甲同学的结论不合理，他做出判断的依据是　 　。
（6）由上述实验可得到的关于黑色物质成分的结论是　 　。
【答案】（1）CuCl2 Cu+Cl2↑
（2）Cu2++e-=Cu+
（3）Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓；在5mol/LCuCl2溶液中加入少量铜粉(或打磨过的铜片)，观察到有白色固体生成
（4）2H2O+2e-=H2↑+2OH-
（5）若猜想3成立，[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-中+1价铜具有还原性，也可与硝酸反应产生类似的现象
（6）黑色物质中一定含[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-，可能含纳米铜粉
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学平衡移动原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)电解 溶液，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，是氯气，阴极上有红色固体析出，固体为铜，则电解反应的化学方程式为CuCl2 Cu+Cl2↑。
Ⅰ．(2)若阴极电极反应分两步，第二步是 ，则第一步是生成Cu+，则电极反应为Cu2++e-=Cu+。
(3)若阴极先发生电极反应 ，而后发生资料ⅱ中可逆反应的逆反应，即铜和铜离子的归中反应，生成的Cu+和溶液中的Cl-生成CuCl白色沉淀：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓。要通过实验证明反应a能发生，可以在5mol/LCuCl2溶液中加入少量铜粉(或打磨过的铜片)，观察到有白色固体生成。
Ⅱ．(4)若猜想1成立，需要生成OH-，所以阴极一定还存在的电极反应是2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
(5)实验③发生了氧化还原反应，铜被氧化生成Cu2+，硝酸被还原生成NO，但不一定是单质铜被氧化，也可能是 中的+1价铜被氧化，所以乙同学认为甲同学的结论不合理。
(6)由上述实验可知猜想1不成立，因为阴极没有气体产生，根据实验④，加入浓盐酸，增大了Cl-的浓度，使 平衡正向移动，黑色液体颜色加深，根据实验⑤，加水， 平衡逆向移动，溶液变澄清，呈绿色，同时出现少量白色沉淀CuCl，所以黑色物质一定有 ，根据实验③，也可能含有纳米铜粉。
【分析】（1）根据阳极和阴极的产物即可写出电池的总反应
（2）根据产生的沉淀即可判断产生的亚铜离子，因此第一步是得到电子产生亚铜离子
（3）根据白色沉淀CuCl产生原理即可写出方程式，判断反应的发生可用洁净的铜片直接放入到5mol/L的氯化铜溶液中
（4）产生氢氧化铜，说明有大量的氢氧根离子，因此阴极可能发生的反应为氢离子的放电
（5）根据 (棕黑色)，含有亚铜离子具有还原性也与硝酸反应得到气体
（6）根据实验的现象即可得出结论
32．（2020高二上·辽源月考）
（1）I．亚铁是血红蛋白重要组成成分，起着向人体组织传送O2的作用，如果缺铁就可能出现缺铁性贫血，但是摄入过量的铁也有害。下面是一种常见补药品说明书中的部分内容：该药品含Fe2+33%～36%，不溶于水但能溶于人体中的胃酸：与Vc(维生素C)同服可增加本品吸收。
甲同学设计了以下实验检测该补铁药品中是否含有Fe2+并探究Vc的作用：
加入KSCN溶液后溶液变为淡红色，说明溶液中有少量Fe3+。药品说明书中“与Vc同服可增加本品吸收”，通过探究，说明Vc具有　 　性。
（2）乙同学采用在酸性条件下用高锰酸钾标准溶液滴定的方法测定该药品是否合格，准确称量上述药品10.00g，将其全部溶于试剂2中，配制成1000mL溶液，取出20.00mL，用0.0200mol/L的KMnO4溶液滴定，用去KMnO4溶液12.00mL。
①该实验中的试剂2与甲同学设计的实验中的试剂1都可以是　 　(填序号)。
A．蒸馏水 B．稀盐酸 C．稀硫酸 D．稀硝酸
②请计算该药品含“铁”的质量分数为　 　(保留三位有效数字)。
（3）II．二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。利用食盐水制取ClO2的工业流程如下图所示：
下图为用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2的装置。写出阳极产生ClO2的电极反应式： 　 　。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为　 　mol。
（4）用于电解的食盐水，需先除去其中的SO 等杂质，除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl2，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3，若溶液中c(Ba2+)=1x10-5时，c(CO ) ∶c(SO )=　 　(已知：Ksp(BaSO4)= 1.0 ×10－10，Ksp(BaCO3)= 5.0 ×10－9)。
（5）②发生器中生成ClO2的化学方程式为　 　。
【答案】（1）还原性
（2）C；33.6%
（3）Cl- -5e- + 2H2O = ClO2↑+ 4H+；0.01
（4）50
（5）2NaClO3＋4HCl＝2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介；氧化还原反应；二价铁离子和三价铁离子的检验；中和滴定；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】I．(1)加入KSCN溶液后溶液变为淡红色，说明溶液中有少量Fe3+，说明亚铁离子容易被氧化生成Fe3+，而亚铁是血红蛋白重要组成成分，起着向人体组织传送O2的作用，“与Vc同服可增加本品吸收”，服用Vc可防止药品中的Fe2+被氧化成Fe3+，说明Vc具有还原性，故答案为：还原；(2)①试剂1起溶解作用，根据药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸，因此该实验中的试剂2与甲同学设计的实验中的试剂1都应该是某种酸，由于盐酸能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，而硝酸又具有较强的氧化性，因此只能选用稀硫酸，故答案为：C；②用0.0200mol/L的KMnO4溶液滴定，用去KMnO4溶液12.00mL，消耗的高锰酸钾的物质的量为0.0200mol/L×0.01200L=0.00024mol，根据得失电子守恒，反应的方程式为 +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，则该药品含“铁”的物质的量为0.00024mol×5× =0.06mol，药品含“铁”的质量分数为 ×100%=33.6%，故答案为：33.6%；II．(3)由题意可知，阳极上氯离子放电生成ClO2，电极反应式为：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；在阴极上发生2H++2e-=H2↑，氢气的物质的量为 =0.005mol，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，故通过交换膜的阳离子的物质的量为0.005mol×2=0.01mol，故答案为：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；0.01；(4)根据Ksp(BaSO4)= 1.0 ×10－10，Ksp(BaCO3)= 5.0 ×10－9，若溶液中c(Ba2+)=1x10-5时，则c(SO )= ，c(CO )= ，因此c(CO ) ∶c(SO )= = =50，故答案为：50； (5)电解食盐水得到的氯酸钠(NaClO3)在发生器②中与盐酸反应生成ClO2，根据图示，同时生成氯气，二氧化氯发生器中生成ClO2的化学方程式为：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O，故答案为：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。
【分析】I．(1)加入KSCN溶液后溶液变为淡红色，说明溶液中有少量Fe3+，说明亚铁离子容易被氧化生成Fe3+，而亚铁是血红蛋白重要组成成分，起着向人体组织传送O2的作用，“与Vc同服可增加本品吸收”，据此分析判断Vc的作用；(2)①试剂1起溶解作用，结合药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸和酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性分析判断；②根据反应的方程式为 +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O结合消耗的高锰酸钾的物质的量计算；II．(3)由题意可知，阳极上氯离子放电生成ClO2，据此书写电极反应式；在阴极发生2H++2e-=H2↑，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，根据生成氢气的物质的量计算解答；(4)根据c(SO )= ，c(CO )= 计算；(5)电解食盐水得到的氯酸钠(NaClO3) 在发生器②中与盐酸反应生成ClO2，结合图示还生成了氯气，据此分析书写反应的方程式。
33．（2020高三上·北京月考）Cl2及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。
（1）25℃时将氯气溶于水形成氯气-氯水体系，该体系中Cl2（aq）、HClO和ClO-分别在三 者中所占分数（α）随pH变化的关系如图1所示：
①已知HClO的杀菌能力比ClO-强，由图分析，用氯气处理饮用水时，pH=7.5与 pH=6时杀菌效果强的是　 　。
②氯气-氯水体系中，存在多个含氯元素的平衡关系，分别用平衡方程式表示为　 　。
（2）ClO2是一种新的消毒剂，工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2，写出该反应 的化学方程式　 　。
（3）工业上还可用下列方法制备ClO2，在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO3，然后与盐酸反应得到ClO2．电解时，NaClO3在　 　极（填阴或阳）生成，生成 的电极反应式为　 　。
（4）一定条件下，在水溶液中 1mol Cl-、1mol （x=1，2，3，4）的能量大小与化合价的关系如图2所示：
①从能量角度看，C、D、E中最不稳定的离子是　 　（填离子符号）。
②B→A+D反应的热化学方程式为　 　（用离子符号表示）。
【答案】（1）pH=6；Cl2（aq）＋H2O HClO＋H＋＋Cl－、HClO H＋＋ClO－、Cl2（g） Cl2（aq）
（2）Cl2+2NaClO2＝2NaCl+2ClO2
（3）阳极；Cl--6e- +3 H2O＝6H＋＋
（4）；3ClO－（aq）＝ 2Cl－（aq）＋ （aq） △H＝-116kJ·mol-1
【知识点】氯气的化学性质；电解池工作原理及应用；氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】（1）①起杀菌作用的是次氯酸，由图像可知，Ph=6.5时次氯酸的浓度比Ph=7.5时要大，次氯酸浓度越大，杀菌效果好，所以pH=6时杀菌效果好；②含氯的物质存在平衡的状态为氯气和水反应，次氯酸的电离，液态氯气和气态氯气的平衡等，所以方程式为：Cl2（aq）＋H2O HClO＋H＋＋Cl－、HClO H＋＋ClO－、Cl2（g） Cl2（aq）；（2）①二氧化氯是一种新的消毒剂，工业上可用氯气氧化NaClO2溶液制取二氧化氯，结合原子守恒和电子守恒，方程式为：Cl2+2NaClO2＝2NaCl+2ClO2；②工业上还可以在80度时电解氯化钠溶液得到NaClO3，氯离子失去电子在阳极生成氯酸根离子，电极反应为：Cl--6e- +3H2O＝6H＋＋ ；（3）①图像分析可知，能量越高，越活泼，+3价的离子最活泼为 ；②根据转移电子守恒得该反应方程式为：3ClO－（aq）＝ 2Cl－（aq）＋ （aq） △H＝-116kJ·mol-1。
【分析】（1）①HClO的杀菌能力比ClO-强，所以HClO的浓度越大，其杀菌效果越好；②依据图像分析可知，含氯的物质存在平衡的状态为氯气和水反应，次氯酸的电离平衡，液态氯气和气态氯气的平衡等；
（2）二氧化氯是一种新的消毒剂，工业上可用氯气氧化NaClO2溶液制取二氧化氯，结合原子守恒和电子守恒写出该反应的化学方程式；
（3）工业上还可用下列方法制备 ClO2 ，在80度时电解氯化钠溶液得到NaClO3，氯离子失去电子在阳极生成氯酸根离子；
（4）①能量越高越活泼分析 ；②B→A+D ，根据转移电子守恒得该反应方程式为：3ClO－（aq）＝ 2Cl－（aq）＋ （aq）， △H＝（62kJ·mol-1+2×0kJ·mol-1）-3×60kJ·mol-1=-116kJ·mol-1。
五、综合题
34．（2021高二下·奉化期末）
（1）Ⅰ. 装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：
若AB电源是甲醇在酸性环境的燃料电池，则甲中C极的电极反应式为　 　。
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为　 　。
（3）丙是一个给铜件镀银的装置，当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol/L时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 　 　g。
（4）Ⅱ.某同学用稀硝酸和铜反应制NO，发现化学反应速率较慢，因此改用浓硝酸按下图所示装置制取NO。
浓硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，原因是　 　。
【答案】（1）2H2O-4e-=O2↑+ 4H+
（2）1∶2∶2∶2
（3）5.4
（4）硝酸不稳定，见光或受热易分解 B中反应的化学方程式是 。
【知识点】电极反应和电池反应方程式；硝酸的化学性质；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】F装置是电解池装置，电解饱和食盐水，阳极是氯离子进行放电，阴极是氢离子得到电子变为氢气，因此留下大量的氢氧根离子，因此F极变红则F为阴极，E为阳极，同时可以确定D为阴极，C为阳极，G为阳极，H为阴极，X为阳极，Y为阴极。
（1）若AB电源是甲醇在酸性环境中的燃料电池，则甲中的C连接的是电池的正极，为阳极，电极反应式为 2H2O-4e-=O2↑+ 4H+ ，故正确答案是： 2H2O-4e-=O2↑+ 4H+
（2）若甲乙装置的C为阳极，析出氧气，2H2O-4e-=O2↑+ 4H+， D为阴极，析出铜Cu2++2e=Cu，乙装置中，E为阳极，析出氯气，2Cl--2e=Cl2，F为阴极，析出氢气，2H2O+4e=H2↑+2OH-，当转移4mol电子时，C极析出1mol单质，D极析出2mol，E析出2mol，F析出2mol，求出对应的单质的物质的量为1：2：2：2：2，故正确答案是：1：2：2：2：2
（3）丙是一个给铜件镀银的装置，G为阳极发生氧化反应为银，H为阴极，材料为铜，当一中的溶液中的氢氧根离子=0.1mol/L时即产生0.05mol的氢氧根离子，说明转移0.05mol的电子即析出0.05mol的银，丙中析出的银的质量为108x0.05g=5.4g，故正确答案是： 5.4
（4） ①浓硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，原因是硝酸不稳定，见光或受热易分解
②B为二氧化氮与水反应生成硝酸和水的反应，故B中反应的化学方程式是
【分析】根据给出F极附近呈现红色，先将其余电极的阴极和阳极进行判断
（1）电解硫酸铜溶液，正极是氢氧根离子放电，而阴极是铜离子得电子，根据判断C的电极即可写出电极式
（2）根据电极的阴阳极即可写出电极方程式，再结合转移的电子数相同即可计算出物质的量
（3）根据氢氧根离子的浓度即可计算出转移的电子数即可计算出银离子的物质的量
（4）①考虑的是浓硝酸的见光分解②考查的是二氧化氮和水反应的方程式
35．（2021高二下·许昌期末）目前，消除二氧化硫（ ）和氮氧化物（ ）对大气污染有多种方法。
（1）处理 的一种方法是利用氨气还原法将 还原为 和 。已知还原1molNO约放出451.7kJ的热量，则该反应的热化学方程式为　 　。
（2）全钒氧化还原液流电池，是优秀绿色环保储能电池。其电池总反应为： 。放电过程中， 向　 　迁移（填“正极区”或“负极区”），其正极反应式为　 　。充电时阴极反应式为　 　。
（3）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应： 。
①该反应的化学平衡常数表达式为K=　 　。
②若在一定温度下，将2molNO，1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。则前20min内用CO2的浓度变化表示的反应平均速率为　 　。
③20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是　 　（填序号）。
A．加入催化剂 B．降低温度 C．缩小容器体积 D．增加 的量
（4）利用 、 的催化作用，常温下将 转化 而实现 的处理（总反应为 ）。已知，含 的废气通入含 、 的溶液时，其中一个反应的离子方程式为 ，则另一反应的离子方程式为　 　。
【答案】（1）4NH3（g）+6NO （g）=5N2（g）+6H2O（g）△H=-2710.2kJ mol-1
（2）正极区； + e-+2 = +H2O；V3++e-=V2+
（3）；0.02 mol/（L·min）；B
（4）2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++ +4H+
【知识点】热化学方程式；化学反应速率；化学平衡常数；化学平衡移动原理；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）氨气还原NO生成 和 的方程式为4NH3（g）+6NO （g）=5N2（g）+6H2O（g），还原1molNO约放出451.7kJ的热量，则还原6molNO放热的热量为2710.2kJ，该反应的热化学方程式为4NH3（g）+6NO （g）=5N2（g）+6H2O（g）△H=-2710.2kJ mol-1，故答案为：4NH3（g）+6NO （g）=5N2（g）+6H2O（g）△H=-2710.2kJ mol-1；
（2）依据电池原理 ，放电过程中，H+向正极区移动，放电过程中 中V的化合价由+5价降低为+4价（ ），被还原，应是电源的正极反应，正极反应式为 + e-+2 = +H2O；充电时，阴极发生还原反应，阴极反应式为V3++e-=V2+，故答案为：正极区； + e-+2 = +H2O；V3++e-=V2+；
（3）①反应2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）的平衡常数表达式为K= ，故答案为： ；
②依据图象，20min时氮气的浓度为0.2mol/L，根据方程式，二氧化碳的浓度为0.4mol/L，前20min内用CO2的浓度变化表示的反应平均速率为 =0.02 mol/（L·min），故答案为：0.02 mol/（L·min）；
③20min时，若改变反应条件，导致N2浓度逐渐增大。A．加入催化剂，平衡不移动，氮气的浓度不变，故A不可能；B．降低温度，平衡向放热反应方向移动，即平衡正向移动，氮气的浓度逐渐增大，故B可能；C．缩小容器体积，平衡正向移动，氮气的浓度应骤然增大后逐渐增大，故C不可能；D．增加 的量，平衡逆向移动，氮气的浓度减小，故D不可能；故答案为：B；
（4） 利用 、 的催化作用，常温下将 转化 而实现 的处理。含 的废气通入含 、 的溶液时，其中一个反应的离子方程式为 ，根据催化剂的特点，另一个反应一定有Fe3+→Fe2+，反应方程式为 2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++ +4H+，通过该反应，吸收了大气污染物SO2，同时制得了硫酸，故答案为：2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++ +4H+。
【分析】(1)根据盖斯定律写出热化学方程式；
(2)原电池中阳离子向正极移动；根据方程式写出正极和阴极反应；
(3) ① 平衡常数是各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值；
② 根据v=计算反应速率；
③ 根据勒夏特列原理以及影响反应速率的因素分析；
(4)根据氧化还原的原理写出方程式。
36．（2021高二下·河南期末）甲醇既是一种绿色能源，又是一种重要的化工原料，应用甲醇可以生产其他的醇、醛、酯等。已知反应：
i. CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH1=+41 kJ·mol-1，
ii. 2CO2（g）+6 H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g） ΔH2=-121 kJ·mol-1，
iii. 2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+H2O（g） ΔH3=-23kJ·mol-1，
回答下列问题：
（1）CO（g）与H2（g）合成甲醇的反应：CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g） ΔH=　 　kJ·mol-1，该反应的熵变ΔS　 　0（填“>”或“＜”）。
（2）在甲、乙两个密闭容器中分别通入0.5molCO和1.0molH2，发生合成甲醇的反应，测得平衡体系中某成分的物质的量（n）与压强（p）、温度（T）的关系如下图：
①500K下，反应达到平衡时甲、乙两个容器的容积之比为　 　。
②测得p总1=0.2MPa，则500K时反应的平衡常数Kp=　 　MPa-2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
③500K时经过20min乙容器内反应达到b点的平衡状态，则0~20min内的平均反应速率v（H2）=　 　mol·min-1。
（3）可利用CO2为原料通过电解方法制备甲醇，采用的电解质溶液为NaHCO3水溶液，其阴极反应式为　 　，相比NaOH溶液、Na2CO3溶液，采用NaHCO3水溶液作电解液的原因是　 　。
【答案】（1）-90；＜
（2）5：16；100；0.01
（3）；CO2不溶于NaHCO3溶液，而能溶于NaOH溶液、Na2CO3溶液
【知识点】盖斯定律及其应用；电极反应和电池反应方程式；焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡转化过程中的变化曲线；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律 （ii-2i-iii）可得CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g） 的 ΔH= [-121-2×41+23]kJ·mol-1=-90 kJ·mol-1；该反应为气体系数之和减小的反应，所以ΔS＜0；
（2）①该反应焓变小于0为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO、H2的物质的量增加，CH3OH的物质的量减小，所以图示为CH3OH的物质的量变化曲线；500K下平衡时，甲容器中甲醇的物质的量为0.25mol，结合方程式可知此时n（CO）=0.25mol、n（H2）=0.5mol，设容器体积为V1，则K= ；乙容器中平衡时n（CH3OH）=0.10mol，则此时n（CO）=0.4mol、n（H2）=0.8mol，设容器体积为V2，则K= ，温度相同则平衡常数相同，所以 = ，解得V1：V2=5：16；
②p总1=0.2MPa，平衡时n（CH3OH）=0.25mol、n（CO）=0.25mol、n（H2）=0.5mol，所以p（CH3OH）= p（CO）=0.2 MPa× =0.05MPa，同理p（H2）=0.1MPa，所以Kp= MPa-2=100 MPa-2；
③b点平衡时n（H2）=0.8mol，Δn（H2）=0.2mol，所以v（H2）= =0.01 mol·min-1；
（3）可利用CO2为原料通过电解方法制备甲醇，说明CO2在阴极被还原为甲醇，电解质溶液为NaHCO3水溶液，根据电子守恒和元素守恒可得电极反应式为 ；CO2不溶于NaHCO3溶液，而能溶于NaOH溶液、Na2CO3溶液，会造成CO2的损失，利用率低。
【分析】(1)根据盖斯定律分析ΔH，根据反应前后气体数目分析 ΔS ；
(2)①根据相同温度下平衡常数相等计算；
②根据Kp=计算；
③根据v=计算；
(3)阴极得电子发生还原反应，生成CH3OH；CO2不溶于NaHCO3溶液。
37．（2021·上饶模拟）上饶市正在创建“全国文明城市”，对碳的化合物做广泛深入的研究并妥善处理具有重要意义。
（1）I.CO2与H2合成甲醇：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示：
容易得到的副产物有CO和CH2O，其中相对较少的副产物为　 　；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中　 　(填字母)的能量变化。
A． OCH3 CH3OH B． CO OCH
C． OCH2 OCH3 D． CO + OH CO + H2O
（2）II.天然气一个重要的用途是制取H2，其原理为CO2(g)+
CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。
在密闭容器中通入物质的量均为 0.1 mol 的CH4和CO2，在一定条件下发生反应，CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图所示。
y点：v(CO)正　 　v(H2)逆(填“大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体的物质的量分数。若平衡时气体的总压强为3×106Pa，求x点对应温度下反应的平衡常数Kp=　 　Pa2。
（3）天然气中少量的杂质通常用氨水吸收，产物为硫氢化铵。一定条件下向硫氢化铵溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生。写出再生反应的化学方程式：　 　。
（4）III.利用铜基配合1，10-phenanthroline-Cu催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段，其装置原理如图所示。
电池工作过程中，阴极的电极反应式为　 　。
（5）每转移0.2mol电子，阳极室溶液质量减少　 　g。
【答案】（1）CH2O；D
（2）大于；4×1012
（3）2NH4HS+O2=2S↓+2NH3·H2O
（4）CO2+2e-+2H+=HCOOH
（5）1.8
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学反应速率；化学平衡常数；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)据图可知生成副产物CH2O时反应的活化能较大，反应进行的较慢，所以相对较少；反应慢的步骤决定整体反应速率，据图可知合成甲醇的过程中 CO + OH CO + H2O的活化能最大，反应速率最慢，所以需要主要降低该步骤的中的能量变化，即选D；
(2)据图可知y点时CH4的转化率低于平衡转化率，所以平衡正向移动，v(CO)正＞v(CO)逆，而v(CO)逆=v(H2)逆，所以v(CO)正＞v(H2)逆；x点CH4的平衡转化率为50%，初始投料为0.1 mol 的CH4和0.1mol的CO2，根据方程式可知从起始到平衡时Δn(CH4)=Δn(CO2)=0.05mol，Δn(CO)=Δn(H2)=0.1mol，则平衡时体系内n(CH4)=n(CO2)=0.1mol-0.05mol=0.05mol，n(CO)=n(H2)=0.1mol，则p(CH4)=p(CO2)= =5×105Pa，p(CO)=p(H2)= =1×106Pa，所以Kp= =4×1012Pa；
(3)根据题意可知硫氢化铵中通入空气时，氧气将-2价的S元素氧化得到S单质，根据电子守恒和元素守恒可知化学方程式为2NH4HS+O2=2S↓+2NH3·H2O；
(4)据图可知左侧电极上H2O被氧化生成O2，所以左侧为阳极，右侧为阴极，阴极上CO2被还原结合迁移到阴极的氢离子得到HCOOH，电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH；
(5)阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成的氢离子经质子交换膜迁移到阴极，所以每转移0.2mol电子，阳极室减少的质量为0.1mol水的质量，即1.8g。
【分析】（1）根据流程，活化能越高，速率越慢即可判断，根据能量变化找出能高最高的变化即可
（2）根据图示，y点还未达到平衡故正速率大于逆速率，根据x的甲烷的转化率再结合三行式以及平衡压强即可计算出平衡常数
（3）根据反应物和生成物即可写出方程式
（4）根据物质之间转化时的得失电子情况即可找出得到电子的反应写出即可
（5）根据阳极的反应方程式利用转移的电子即可计算出质量的变化
38．（2021·南昌模拟）“化学链燃烧技术”可以提高燃料的燃烧效率，其基本原理是借助载氧剂(如金属氧化物等)将燃料与空气直接接触的传统燃烧反应分解为几个气固反应，燃料与空气不用接触，由载氧剂将空气中的氧气传递给燃料。回答下列问题：
（1）CH4用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如下：
主要热化学反应如下：
I.2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) H=-479.8kJ mol-1
II.CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) H=+68.9kJ mol-1
①CH4的燃烧热是　 　。
②与直接燃烧CH4相比“化学链燃烧”的优点为　 　。
a.燃烧等质量的CH4，放出的热量多
b.有利用于二氧化碳的分离与回收
c.燃烧等质量的CH4，消耗的O2少
（2）用FeO作载氧剂部分反应的lgKp与温度的关系如图所示。［已知：平衡常数Kp是用平衡分压(平衡分压=总压x物质的量分数)代替平衡浓度］
①R点对应温度下向某恒容密闭容器中通入1.0molCO和0.2molCO2，并加入足量的FeO，只发生反应a：CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s)，则CO的平衡转化率为　 　。
②若某恒容密闭容器中只发生反应b和c，平衡时对应上图中Q处时，容器中气体分压p(X)间应满足的关系是　 　。
（3）在T℃下，向某恒容密闭容器中加入1molCH4(g)和足量的FeO(s)进行反应：CH4(g)+4FeO(s) 4Fe(s)+2H2O(g)+CO2(g)。反应起始时压强为Po，达到平衡状态时容器的气体压强是起始压强的2倍。
①T℃下该反应的Kp=　 　。
②其他条件不变，若将该容器改为恒压密闭容器，则此时CH4的平衡转化率　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
（4）利用电解装置可实现CH4和CO2两种分子的耦合转化其原理如图所示。
①写出生成乙烯的电极反应式为：　 　。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为1：2，则消耗的CH4和CO2体积比为　 　。
【答案】（1）890.7kJ mol-1；b
（2）40%；
（3）；增大
（4）；3：2
【知识点】燃烧热；化学平衡常数；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】 （1）①I.2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) H1=-479.8kJ mol-1 ① II.CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) H2=+68.9kJ mol-1②根据盖斯定律计算出①x2+②得到：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)， H=2x H1+ H2= -890.7kJ mol-1
故燃烧热为 890.7kJ mol-1
②a. 燃烧等质量的CH4，放出的热量一样多，故a不符合题意
b. .有利用于二氧化碳的分离与回收 ，故b符合题意
c. 燃烧等质量的CH4，消耗的O2相同，故c不符合题意
（2）①R点 的 lgKp =0，即可计算出Kp=1， 温度和体积相同时，压强与物质的量成正比，设平衡时一氧化碳转化量为x， CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s)
起始1 2
转化x x
平衡1-x 2+x
kp==1，x=0.5 则一氧化碳的转化率为=50%
②只发生b和c反应，则Kb=Kc，kb=，Kc=p(CO2)，根据Kb=Kc，得出=p(CO2)，即可得出
（3）① 设甲烷的转化量为x CH4(g)+4FeO(s) 4Fe(s)+2H2O(g)+CO2(g)
起始 1
转化 x 2x x
平衡 1-x 2x x
根据 达到平衡状态时容器的气体压强是起始压强的2倍 即可计算出=x=0.5，因此转化为压强为p(CH4)= 0.5P0，
p(H2O)=P0 p(CO2)=0.5P0，因此Kp==
②恒压，此反应是体积增大的反应，导致压强降低平衡向右移动转化率增大
（4）① 乙烯是在正极得到根据图示即可写出电极式为
②根据 生成的乙烯和乙烷的体积比为1：2 ，即可写出总的反应方程式为6CH4+4CO2=2C2H6+C2H4+4H2O+4CO因此
则消耗的CH4和CO2体积比为3：2
【分析】 （1）①根据盖斯定律即可求出燃烧热②焓变与过程无关只与起始物和最终物有关
（2）① 根据此时的 lgKp =0计算出Kp数值，再结合方程式利用二氧化碳和一氧化碳表示出Kp计算出转化量即可②根据此时Kb=Kc计算即可
（3）①根据给出平衡时的压强比值，以及方程式利用三行式计算出平衡时的各压强即可计算出②正反应是体积增大的反应，导致压强降低，平衡左移
（4）①根据图示找出反应物和产物即可写出电极式
②根据给出的比例进行总的方程式配平即可计算出比例
1 / 1高中化学人教版（2019）选择性必修1第四章第二节电解池
一、单选题
1．（2021高二下·奉化期末）如图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图，下列叙述错误的是（　　）
A．a 为电源的负极
B．Fe电极的电极反应是4OH--4e-=2H2O+O2↑
C．通电一段时间后，铁电极附近溶液先变红
D．电解饱和食盐水的化学方程式是2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
2．（2021高二下·茂名期末）电渗析法是海水淡化的方法之一，具有选择性离子交换膜交错排列构成的多层式电渗析槽，其工作原理如图所示（a、b为不同离子交换膜）。下列有关说法错误的是（　　）
A．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜
B．阴极区电极反应式为
C．X为淡盐水，Y为浓盐水
D．该方法可得到副产品NaOH
3．（2021高二下·宿迁期末）我国科学家发明了高温电解甲烷生产 的方法，原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．X为电源的负极
B．Ni电极上发生的电极反应方程式为
C．电解一段时间后熔融碳酸盐中 的物质的量增多
D．该条件下，每产生1mol ，则生成12gC
4．（2021高二下·奉化期末）如图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图，下列叙述不正确的是（　　）
A．a 为电源的负极
B．Fe电极的电极反应是4OH－- 4e－=2H2O+O2↑
C．通电一段时间后，铁电极附近溶液先变红
D．电解饱和食盐水的化学方程式是 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
5．（2021高二下·嘉兴期末）电镀废液中 可通过下列反应转化成铬黄 ： ΔH< 0
该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
6．（2021高二下·安康期末）一种基于无机一有机杂化四钠盐分子（用P表示）的对称钠离子电池的结构如图所示，实线箭头和虚线箭头表示的是放电或充电过程中物质转化和离子移动的情况。下列说法正确的是（　　）
A．虚线箭头表示的是充电过程
B．电池工作一段时间后，需补充金属钠
C．放电时， 移向正极，与N结合生成P
D．充电时，阴极反应式为
7．（2021·乌兰察布模拟）化学工作者近期研究了一种新型偶氮苯类水系有机液流电池示意图如下，采用惰性电极材料，电池工作原理X－N－－N－－X＋2[Fe(CN)6]3- X－N=N－X＋2[Fe(CN)6]4-，下列说法中正确的是（　　）
A．放电时，电池的正极反应为：[Fe(CN)6]3－－e-=[Fe(CN)6]4-
B．充电时，M为阴极，发生还原反应
C．放电时，Na＋通过离子交换膜从右极室移向左极室
D．充电时，当电路中转移0.5mol电子时，有106g[Fe(CN)6]4-得到电子
8．（2021·沈阳模拟）一种以锌一石墨烯纤维无纺布为负极、石墨烯气凝胶(嵌有 ，可表示为 )为正极、盐一水“齐聚物”为电解质溶液的双离子电池如图所示。下列有关该电池的说法错误的（　　）
A．放电时，石墨烯气凝胶电极上的电极反应式为
B．多孔石墨烯可增大电极与电解质溶液的接触面积，也有利于 扩散至电极表面
C．电池总反应为
D．充电时， 被还原， 在石墨烯纤维无纺布电极侧沉积， 被氧化后在阴极嵌入
9．（2021·萍乡模拟）新型可充电钠离子电池因具有原料储量丰富，价格低廉，安全性高等优点而备受青睐，而Fe[Fe(CN)6]因理论比容量较高，充放电过程中材料结构稳定，有利于Na的可逆脱嵌，可以作为一种非常有潜力的正极材料，下列说法错误的是（　　）
A．充电时，锌片应该与电源的负极相连
B．放电时，正极反应为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]
C．放电时，外电路中通过0.2mol电子时，有0.1molZn(ClO4)2生成
D．对于正极材料，放电可实现Na+的脱嵌，充电可实现Na+的嵌入
10．（2021·盐城模拟）辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用FeCl3溶液漫泡提取铜，反应的离子方程式为Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S。Cu2S可由黄铜矿(主要成分CuFeS2)通过电化学反应转变而成，其工作原理如图所示。关于Cu2S与FeCl3制备Cu2+的反应，下列说法错误的是（　　）
A．Cu+转化成Cu2+失去的1个电子基态时填充在3d轨道上
B．当光束通过加热后的FeCl3溶液，可能产生丁达尔效应
C．生成物中Cu2+、S都是氧化产物
D．该反应每转移2mole—，则生成1molS
11．（2021·盐城模拟）辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用FeCl3溶液漫泡提取铜，反应的离子方程式为Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S。Cu2S可由黄铜矿(主要成分CuFeS2)通过电化学反应转变而成，其工作原理如图所示。下列有关电解CuFeS2的说法正确的是（　　）
A．a为电源的负极
B．该装置将化学能转化为电能
C．离子交换膜为阴离子交换膜
D．b电极上的反应为：2CuFeS2+6H++2e—=Cu2S+2Fe2++3H2S↑
12．（2021·南京模拟）以NaClO2溶液和NaCl溶液为原料，采用电解法制备ClO2气体具有效率高和产品纯度高的优点，其原理如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．电解时化学能转化为电能
B．电解时NaCl溶液浓度保持不变
C．电解时Na+由b极区向a极区迁移
D．电解时阳极的电极反应式为ClO -e-=ClO2↑
13．（2021·厦门模拟）我国研制的碱性锌铁液流电池工作原理如图。下列说法错误的是（　　）
A．充电时，a电极反应式为
B．充电时，b电极区pH增大
C．理论上，每消耗6.5gZn，溶液中将增加0.1
D．采用带负电隔膜可减少充电时产生锌枝晶破坏隔膜
14．（2021·三明模拟）南京大学开发出一种以太阳能驱动的恒流电解装置，成功实现了从海水中提取金属锂，其工作原理如图。下列说法错误的是（　　）
A．铜箔为阴极，发生还原反应
B．阳极区可能有 和 生成
C．工作时的能量转化形式：太阳能→化学能→电能
D．固体陶瓷膜可让海水中的 选择性通过
15．（2021·泉州模拟）利用CO2电催化还原法制取清洁燃料HCOOH，可实现温室气体CO2的资源化利用。其工作原理如图。下列有关说法错误的是（　　）
A．M为阳极
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．N极的电极反应式为CO2+2e-+2H＋=HCOOH
D．消耗的CO2与生成的O2物质的量之比为2：1
16．（2021高二下·高邮月考）利用Kolbe's电解法制取乙炔的反应原理为：
有关该反应的下列说法正确的是（　　）
A．化学能转变为电能
B．电解槽中向阴极迁移的主要是H+
C．电解过程中溶液pH不断减小
D．阴极的电极反应式为2H2O+ 2e-=20H-+ H2↑
17．（2021·台州模拟）下列说法错误的是（　　）
A． 均可通过化合反应生成
B．用惰性电极分别电解 溶液，均为电解水
C．将 气体分别通入紫色石蕊试液中，均出现溶液先变红后褪色
D．将铁片和铝片置于冷的浓硝酸中均发生钝化
18．（2021·义乌模拟）医用口罩的外层喷有丙烯的聚合物聚丙烯。某科研机构在酸性条件下，用石墨棒作电极，将CO2转化为丙烯(CH2 =CH—CH3) ，原理如图所示。下列有关叙述错误的是（　　）
A．a 为电源负极
B．左池的电极反应式：3CO2 +18e- + 18H+=CH2=CH — CH3+6H2O
C．H+从右侧通过质子交换膜进入左侧
D．若制取过程中转移 3 mol 电子，则产生 11. 2 L 丙烯
19．（2021·广东）钴( )的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是（　　）
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的 均增大
B．生成 ，Ⅰ室溶液质量理论上减少
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变
D．电解总反应：
20．（2021·全国甲）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的 解离为 和 ，并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是（　　）
A． 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为： +2H++2e-= +H2O
C．制得 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 电子
D．双极膜中间层中的 在外电场作用下向铅电极方向迁移
二、多选题
21．（2021高二下·河北期末）硼酸（H3BO3或B（OH）3）是一元弱酸，常用于医药玻璃等工业，并用作食物防腐剂和消毒剂，工业上通过电解法制备硼酸。其工作原理如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．Pt（I）为阴极，电解一段时间后，该极区pH减小
B．产品室发生的反应为B（OH） +H+=H3BO3+H2O
C．Pt（I）极区加入氢氧化钠是为了增强溶液的导电性
D．膜x是阴离子交换膜
22．（2021·石家庄模拟）钠碱脱硫液( )吸收一定量 气体后，可通过以下装置实现再生。下列说法正确的是（　　）
A．电极b应接电源的负极
B．m应为阳离子交换膜
C．出液2的 大于进液 的
D．出液1可使溴水褪色
23．（2021高一下·五莲期中）利用电解法可将含有 等杂质的粗铜提纯。下列叙述中正确的是（　　）
A．电解时精铜作阳极
B．粗铜连接电源的负极
C．电解时阴极上发生的电极反应为
D．电解后，电解槽底部会形成含有少量 等金属的阳极泥
24．（2021·邵阳模拟）2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂离子电池发展作出突出贡献的三位科学家，他们创造了一个可充电的世界。Garmet型固态电解质被认为是锂电池最佳性能固态电解质。某Garmet型可充电锂电池放电时工作原理如图所示，下列说法正确的是（　　）
(电池总反应为： LixC6+LisxLaZrTaO LiLaZrTaO+6C)
A．放电时，b极为负极
B．充电时，固态电解质中Li+移向a极
C．放电时，a极反应LiLaZrTaO-xe-=xLi++LinxLaZrTaO
D．充电时，若转移0.01mol电子，b极质量减少0.07 g
25．（2021·潍坊模拟）一种可充放电的铝离子电池工作原理如图所示，电解质为 离子液体， 在电池反应后转化为 和 。下列说法正确的是（　　）
A．若 从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量减少
B．该电池放电时，正极反应为
C．为提高电池效率，可以向 电极附近加入适量 水溶液
D．充电时电池负极的反应为
26．（2021·永州模拟）双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH-。利用双极膜电渗析法和惰性电极电解食盐水可获得淡水、NaOH溶液和盐酸，其工作原理如下图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的是（　　）
A．M膜为阴离子交换膜
B．出口2的产物是盐酸
C．若去掉双极膜(BP)，阳极室会有Cl2生成
D．电路中每转移1 mol电子，两极共得到0.5 mol气体
27．（2020高三上·启东期中）一种可充电锂离子电池的示意图如下，已知 中 ，下列关于锂离子电池的说法正确的是（　　）
A．放电时电池总反应为
B．放电时， 在电解质中由负极通过A膜向负极迁移
C．充电时，若转移1mol ，左侧电极将增重
D．充电时，阳极的电极反应式为
三、填空题
28．（2019高二上·余姚期中）工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如下：
（1）在阳极区发生的反应包括　 　和H++HCO3-＝H2O+CO2↑。
（2）简述CO32-在阴极区再生的原理　 　
29．（2019高二上·宁县期末）原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置：
①a和b不连接时，烧杯中现象是　 　。
②a和b用导线连接，Cu极为原电池　 　极(填“正”或“负”)，电极反应式为：　 　；溶液中H+移向　 　(填“Cu”或“Zn”)极。电池总反应式为：　 　。
③若电解质溶液改为AgNO3溶液，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质量变化为　 　g。
四、实验探究题
30．（2020高一下·哈尔滨期末）某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。
（1）如图1为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过　 　mol电子。
（2）其它条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图2所示。甲装置铜丝电极反应为　 　；乙装置中与铜线相连石墨电极上发生的反应式为　 　。
（3）电化学降解 的原理如图3所示，电源正极为　 　(填“a”或“b”)；若总反应为4 +4H+ 5O2↑+2N2↑+2H2O，则阴极反应为　 　。
31．（2021·海淀模拟）实验小组探究不同浓度 溶液的电解反应。分别用石墨电极电解 溶液和 溶液，记录实验现象如下表。
实验装置 实验编号及试剂 实验现象
① 溶液(蓝色) 阳极：产生有刺激性气味的气体 阴极：电极上有红色固体析出
② 溶液(绿色) 阳极：产生有刺激性气味的气体 阴极：电极上有少量红色固体和白色固体析出，同时电极附近液体变为黑色
（1）经检验，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。①中电解反应的化学方程式为　 　。
（2）Ⅰ．探究②中产生白色固体的原因。
查阅资料：
i．阴极附近的白色固体为 ；
ii． 在水溶液中单独存在时不稳定，容易发生反应： 。
结合资料分析CuCl产生的路径有如下两种可能：
路径1：阴极发生电极反应分两步：
i．　 　
ⅱ． ，同时伴随反应 ，生成白色沉淀。
（3）路径2：阴极发生电极反应 ，而后发生反应a：　 　(写出离子方程式)，生成白色沉淀。同学们通过实验证明反应a可以发生，其实验操作和现象是　 　。
（4）Ⅱ．探究②中阴极区液体中黑色物质的成分。
进一步查阅资料，提出以下猜想。
猜想1．生成氢氧化铜，进而转化为极细小的氧化铜；
猜想2．生成铜的速率快，形成黑色纳米铜；
猜想3．发生反应 (棕黑色)。
若猜想1成立，则阴极一定还存在的电极反应是　 　。
取2mL黑色液体于试管中，分别加入不同试剂，记录实验现象如下表。
实验编号 ③ ④ ⑤
加入试剂 4mL浓 4mL浓HCl
实验现象 溶液变澄清，呈绿色，试管口有浅红棕色气体生成 黑色液体颜色变深 溶液变澄清，呈绿色，同时出现少量白色沉淀
（5）甲同学根据实验③产生的现象得出结论：黑色液体中一定有纳米铜。乙同学认为甲同学的结论不合理，他做出判断的依据是　 　。
（6）由上述实验可得到的关于黑色物质成分的结论是　 　。
32．（2020高二上·辽源月考）
（1）I．亚铁是血红蛋白重要组成成分，起着向人体组织传送O2的作用，如果缺铁就可能出现缺铁性贫血，但是摄入过量的铁也有害。下面是一种常见补药品说明书中的部分内容：该药品含Fe2+33%～36%，不溶于水但能溶于人体中的胃酸：与Vc(维生素C)同服可增加本品吸收。
甲同学设计了以下实验检测该补铁药品中是否含有Fe2+并探究Vc的作用：
加入KSCN溶液后溶液变为淡红色，说明溶液中有少量Fe3+。药品说明书中“与Vc同服可增加本品吸收”，通过探究，说明Vc具有　 　性。
（2）乙同学采用在酸性条件下用高锰酸钾标准溶液滴定的方法测定该药品是否合格，准确称量上述药品10.00g，将其全部溶于试剂2中，配制成1000mL溶液，取出20.00mL，用0.0200mol/L的KMnO4溶液滴定，用去KMnO4溶液12.00mL。
①该实验中的试剂2与甲同学设计的实验中的试剂1都可以是　 　(填序号)。
A．蒸馏水 B．稀盐酸 C．稀硫酸 D．稀硝酸
②请计算该药品含“铁”的质量分数为　 　(保留三位有效数字)。
（3）II．二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。利用食盐水制取ClO2的工业流程如下图所示：
下图为用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2的装置。写出阳极产生ClO2的电极反应式： 　 　。电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为　 　mol。
（4）用于电解的食盐水，需先除去其中的SO 等杂质，除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl2，至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3，若溶液中c(Ba2+)=1x10-5时，c(CO ) ∶c(SO )=　 　(已知：Ksp(BaSO4)= 1.0 ×10－10，Ksp(BaCO3)= 5.0 ×10－9)。
（5）②发生器中生成ClO2的化学方程式为　 　。
33．（2020高三上·北京月考）Cl2及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。
（1）25℃时将氯气溶于水形成氯气-氯水体系，该体系中Cl2（aq）、HClO和ClO-分别在三 者中所占分数（α）随pH变化的关系如图1所示：
①已知HClO的杀菌能力比ClO-强，由图分析，用氯气处理饮用水时，pH=7.5与 pH=6时杀菌效果强的是　 　。
②氯气-氯水体系中，存在多个含氯元素的平衡关系，分别用平衡方程式表示为　 　。
（2）ClO2是一种新的消毒剂，工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2，写出该反应 的化学方程式　 　。
（3）工业上还可用下列方法制备ClO2，在80℃时电解氯化钠溶液得到NaClO3，然后与盐酸反应得到ClO2．电解时，NaClO3在　 　极（填阴或阳）生成，生成 的电极反应式为　 　。
（4）一定条件下，在水溶液中 1mol Cl-、1mol （x=1，2，3，4）的能量大小与化合价的关系如图2所示：
①从能量角度看，C、D、E中最不稳定的离子是　 　（填离子符号）。
②B→A+D反应的热化学方程式为　 　（用离子符号表示）。
五、综合题
34．（2021高二下·奉化期末）
（1）Ⅰ. 装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：
若AB电源是甲醇在酸性环境的燃料电池，则甲中C极的电极反应式为　 　。
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为　 　。
（3）丙是一个给铜件镀银的装置，当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol/L时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 　 　g。
（4）Ⅱ.某同学用稀硝酸和铜反应制NO，发现化学反应速率较慢，因此改用浓硝酸按下图所示装置制取NO。
浓硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，原因是　 　。
35．（2021高二下·许昌期末）目前，消除二氧化硫（ ）和氮氧化物（ ）对大气污染有多种方法。
（1）处理 的一种方法是利用氨气还原法将 还原为 和 。已知还原1molNO约放出451.7kJ的热量，则该反应的热化学方程式为　 　。
（2）全钒氧化还原液流电池，是优秀绿色环保储能电池。其电池总反应为： 。放电过程中， 向　 　迁移（填“正极区”或“负极区”），其正极反应式为　 　。充电时阴极反应式为　 　。
（3）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应： 。
①该反应的化学平衡常数表达式为K=　 　。
②若在一定温度下，将2molNO，1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。则前20min内用CO2的浓度变化表示的反应平均速率为　 　。
③20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是　 　（填序号）。
A．加入催化剂 B．降低温度 C．缩小容器体积 D．增加 的量
（4）利用 、 的催化作用，常温下将 转化 而实现 的处理（总反应为 ）。已知，含 的废气通入含 、 的溶液时，其中一个反应的离子方程式为 ，则另一反应的离子方程式为　 　。
36．（2021高二下·河南期末）甲醇既是一种绿色能源，又是一种重要的化工原料，应用甲醇可以生产其他的醇、醛、酯等。已知反应：
i. CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH1=+41 kJ·mol-1，
ii. 2CO2（g）+6 H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g） ΔH2=-121 kJ·mol-1，
iii. 2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+H2O（g） ΔH3=-23kJ·mol-1，
回答下列问题：
（1）CO（g）与H2（g）合成甲醇的反应：CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g） ΔH=　 　kJ·mol-1，该反应的熵变ΔS　 　0（填“>”或“＜”）。
（2）在甲、乙两个密闭容器中分别通入0.5molCO和1.0molH2，发生合成甲醇的反应，测得平衡体系中某成分的物质的量（n）与压强（p）、温度（T）的关系如下图：
①500K下，反应达到平衡时甲、乙两个容器的容积之比为　 　。
②测得p总1=0.2MPa，则500K时反应的平衡常数Kp=　 　MPa-2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
③500K时经过20min乙容器内反应达到b点的平衡状态，则0~20min内的平均反应速率v（H2）=　 　mol·min-1。
（3）可利用CO2为原料通过电解方法制备甲醇，采用的电解质溶液为NaHCO3水溶液，其阴极反应式为　 　，相比NaOH溶液、Na2CO3溶液，采用NaHCO3水溶液作电解液的原因是　 　。
37．（2021·上饶模拟）上饶市正在创建“全国文明城市”，对碳的化合物做广泛深入的研究并妥善处理具有重要意义。
（1）I.CO2与H2合成甲醇：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示：
容易得到的副产物有CO和CH2O，其中相对较少的副产物为　 　；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中　 　(填字母)的能量变化。
A． OCH3 CH3OH B． CO OCH
C． OCH2 OCH3 D． CO + OH CO + H2O
（2）II.天然气一个重要的用途是制取H2，其原理为CO2(g)+
CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。
在密闭容器中通入物质的量均为 0.1 mol 的CH4和CO2，在一定条件下发生反应，CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图所示。
y点：v(CO)正　 　v(H2)逆(填“大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体的物质的量分数。若平衡时气体的总压强为3×106Pa，求x点对应温度下反应的平衡常数Kp=　 　Pa2。
（3）天然气中少量的杂质通常用氨水吸收，产物为硫氢化铵。一定条件下向硫氢化铵溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生。写出再生反应的化学方程式：　 　。
（4）III.利用铜基配合1，10-phenanthroline-Cu催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段，其装置原理如图所示。
电池工作过程中，阴极的电极反应式为　 　。
（5）每转移0.2mol电子，阳极室溶液质量减少　 　g。
38．（2021·南昌模拟）“化学链燃烧技术”可以提高燃料的燃烧效率，其基本原理是借助载氧剂(如金属氧化物等)将燃料与空气直接接触的传统燃烧反应分解为几个气固反应，燃料与空气不用接触，由载氧剂将空气中的氧气传递给燃料。回答下列问题：
（1）CH4用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如下：
主要热化学反应如下：
I.2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) H=-479.8kJ mol-1
II.CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) H=+68.9kJ mol-1
①CH4的燃烧热是　 　。
②与直接燃烧CH4相比“化学链燃烧”的优点为　 　。
a.燃烧等质量的CH4，放出的热量多
b.有利用于二氧化碳的分离与回收
c.燃烧等质量的CH4，消耗的O2少
（2）用FeO作载氧剂部分反应的lgKp与温度的关系如图所示。［已知：平衡常数Kp是用平衡分压(平衡分压=总压x物质的量分数)代替平衡浓度］
①R点对应温度下向某恒容密闭容器中通入1.0molCO和0.2molCO2，并加入足量的FeO，只发生反应a：CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s)，则CO的平衡转化率为　 　。
②若某恒容密闭容器中只发生反应b和c，平衡时对应上图中Q处时，容器中气体分压p(X)间应满足的关系是　 　。
（3）在T℃下，向某恒容密闭容器中加入1molCH4(g)和足量的FeO(s)进行反应：CH4(g)+4FeO(s) 4Fe(s)+2H2O(g)+CO2(g)。反应起始时压强为Po，达到平衡状态时容器的气体压强是起始压强的2倍。
①T℃下该反应的Kp=　 　。
②其他条件不变，若将该容器改为恒压密闭容器，则此时CH4的平衡转化率　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
（4）利用电解装置可实现CH4和CO2两种分子的耦合转化其原理如图所示。
①写出生成乙烯的电极反应式为：　 　。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为1：2，则消耗的CH4和CO2体积比为　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.Fe电极作阴极，对应的a为电源负极，故A项不符合题意；
B.工业上电解食盐水以石墨为阳极，Fe电极为阴极，阴极的电极反应式为： ，故B项符合题意；
C项，Fe电极产生OH-，遇酚酞变红，故C项不符合题意；
D项，NaCl溶液通电生成NaOH、Cl2和H2，故D项不符合题意。
故答案为B。
【分析】根据图示即可判断，电解饱和食盐水，但是铁是活泼金属，因此铁连接的是电池的负极，因此a为负极，b为正极，铁为阴极，水电离出的氢离子得到电子变为氢气，一段时间后，铁附近有大量的氢氧根离子，变红色。石墨电极是氯离子失去电子变为氯气，结合阳极和阴极的电极式即可写出电池总反应
2．【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据题意，图中左侧是电解池的阳极，阴离子向左侧迁移，相反阳离子向右侧迁移，则a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，A项符合题意；
B．阴极区电极反应式为 ，B项不符合题意；
C．X为淡盐水，Y为浓盐水，C项不符合题意；
D．根据电解原理可知，该方法可得到副产品NaOH，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据左侧是阳极，吸引大量的阴离子，右侧是阴极，吸引大量的阳离子，故a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，阴极区域是水电离出的氢离子放电，因此出来的是X为淡盐水，Y为浓盐水，根据电解原理产物中可能有氢氧化钠，结合选项进行判断即可
3．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用；物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.根据图示，碳酸根离子在Ni电极上得到电子变为碳和氧离子，Ni电极是阴极，则Y为电源的负极，X为电源的正极，故A不符合题意
B.碳酸根离子在Ni电极上得到电子生成碳和氧离子，Ni的电极上发生的电极式为CO32-+4e=C+3O2-，故B符合题意
C.根据总的反应CH4C+2H2，电解一段时间后熔融的碳酸盐中的氧离子物质的量不变，故C不符合题意
D.根据总反应CH4C+2H2，每产生1mol的氢气，则生成6g的碳，故D不符合题意
故答案为：B
【分析】根据图示，碳酸根离子变为碳单质和氧离子，发生的是还原反应，因此Ni是阴极，连接的Y是负极，X为正极，阴极发生的反应是 ，阳极发生的反应是：CH4-4e+3O2-=2H2+CO32-，得到总的反应为CH4C+2H2，即可根据氢气的物质的量计算出碳的质量
4．【答案】B
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.铁做阴极，对应连接的a作为电池的负极，故A不符合题意
B.工业上电解食盐水时以石墨作为阳极，铁作为阴极，阴极的电极式是2H2O+2e=2OH-+H2，故B符合题意
C.铁电极负极产生的是氢氧根离子，遇到酚酞变红色，故C不符合题意
D.氯化钠溶液通电生成氢氧化钠和氢气和氯气，总的化学方程式为： 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 故D不符合题意
故答案为：B
【分析】根据电解池即可判断，电解饱和食盐水，铁做阴极，a即是电池的负极，铁极发生的是2H2O+2e=2OH-+H2，阴极附近聚集大量的氢氧根离子，因此阴极附近是红色，石墨做阳极，b为电池的正极，发生的是2Cl--2e=Cl2，即可写出总的电池反应为 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
5．【答案】A
【知识点】化学平衡转化过程中的变化曲线；电镀
【解析】【解答】A.该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成物的物质的量浓度减小，反应物的物质的量浓度增大，平衡常数随着温度的升高而减小，故A符合题意
B.pH增大，c(H+)减小，平衡向正反应方向移动，重铬酸根离子转化率增大，故B不符合题意
C.温度升高，正逆反应速率增大，故C不符合题意
D.增大反应物Pb2+的物质的量浓度，平衡正向移动，另一反应物重铬酸根离子的物质的量减小，故D不符合题意
故答案为：A
【分析】根据反应方程式 ΔH< 0 ，温度升高正逆速率均增大，且平衡逆向移动，因此平衡常数减小，当pH增大时促进正反应的发生，导致平衡右移，增加铅离子的浓度重铬酸根转化率增大，浓度降低
6．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由图中可知道，右边电池的正极，充电时右侧做电解池的阳极，充电时阳离子向阴极移动，虚线箭头是放电过程，故A不符合题意
B.根据图示，放电时 钠离子向右侧移动，充电时钠离子向左侧移动，不用补充，故B不符合题意
C.放电时，钠离子向正极移动，与N结合形成P，故C符合题意
D.充电时，阴极是得到电子，是P到M的过程，故D不符合题意
故答案为：C
【分析】根据放电时左侧是负极，左侧是M失去电子和钠离子变为P，右侧是正极，是N得到电子结合钠离子变为P，充电时，左侧是阴极，是P得到电子结合钠离子变为M发生还原反应。右侧是阳极，P失去电子变为N和钠离子，发生氧化反应。结合选项进行判断
7．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，N极得电子，发生还原反应作正极，电极反应方程式为[Fe(CN)6]3－+e-=[Fe(CN)6]4-，A项不符合题意；
B．充电时，M极得到电子作为阴极，发生还原反应，B项符合题意；
C．放电时，N极作为正极，M极作为负极，Na＋通过离子交换膜从左极室移向右极室，C项不符合题意；
D．充电时，当电路中转移0.5mol电子时，发生反应为[Fe(CN)6]3－+e-=[Fe(CN)6]4-，则有0.5mol[Fe(CN)6]4-失去电子，而不是 [Fe(CN)6]4-得到电子，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据 X－N－－N－－X＋2[Fe(CN)6]3- X－N=N－X＋2[Fe(CN)6]4-， 即可判断放电时，M做负极发生X－N－－N－－X-2e=X－N=N－X，是氧化反应，N极做正极发生的是2[Fe(CN)6]3-+2e=2[Fe(CN)6]4- ，钠离子向正极移动，充电时，M做阴极发生的是X－N=N－X+2e=X－N－－N－－X，发生还原反应，而N极做阳极，发生的是2[Fe(CN)6]4- -2e=2[Fe(CN)6]3-，发生氧化反应，根据转移的电子数即可计算出 [Fe(CN)6]4-的质量
8．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，正极发生还原反应，石墨烯气凝胶电极上的电极反应式为 ，故A不符合题意；
B．多孔石墨烯可增大电极与电解质溶液的接触面积，也有利于 扩散至电极表面，故B 不符合题意；
C．由分析可知，电池总反应为 ，故C不符合题意；
D．充电时， 被还原，Zn在石墨烯纤维无纺布电极侧沉积， 被氧化后在阳极嵌入，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】结合图可知，电池总反应为 ，放电时，正极反应为： ，负极反应为：Zn-2e-=Zn2+，据此解答。
9．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A． 充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，锌片应该与电源的负极相连，故A不符合题意；
B．
放电时，Fe[Fe(CN)6]正极材料发生还原反应，该材料充放电过程中有利于Na+的可逆脱嵌，正极反应为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，故B不符合题意；
C．
放电时，负极上的反应：Zn-2e=Zn2+，外电路中通过0.2mol电子时，有0.1molZn(ClO4)2生成，故C不符合题意；
D．
放电时，Fe[Fe(CN)6]作为正极材料发生还原反应，实现Na+嵌入，充电时，Fe[Fe(CN)6]作为阳极材料发生氧化反应，实现Na+脱嵌，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】原电池时，锌是负极，Zn-2e=Zn2+，Fe[Fe(CN)6]作为正极材料，Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，充电时锌作阴极，Fe[Fe(CN)6]作阳极，放电时，Fe[Fe(CN)6]作为正极材料发生还原反应，实现Na+嵌入，充电时，Fe[Fe(CN)6]作为阳极材料发生氧化反应，实现Na+脱嵌。
10．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．铜元素的原子序数为29，失去1个电子形成亚铜离子，亚铜离子的价电子排布式为3d10，再失去1个3d电子形成铜离子，故A不符合题意；
B．氯化铁溶液在加热条件下发生水解反应生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体能产生丁达尔效应，故B不符合题意；
C．由方程式可知，反应中铜元素和硫元素的化合价升高被氧化，则铜离子和硫是反应的氧化产物，故C不符合题意；
D．由方程式可知，反应生成1molS，转移4mol电子，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，该装置为电解池，a电极为电解池的阳极，在硫化氢作用下，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成硫化亚铜和氢离子，电极反应式为2Cu-2e-+H2S= Cu2S+2H+，b电极是阴极，CuFeS2在阴极得到电子发生还原反应Cu2S、Fe2+、H2S，电极反应式为2CuFeS2+6H++2e-=Cu2S+2Fe2++3H2S↑，氢离子通过阳离子交换膜，由左室向右室移动。
11．【答案】D
【知识点】化学反应中能量的转化；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，该装置为电解池，a电极为电解池的阳极，故A不符合题意；
B．由分析可知，该装置为将电能转化为化学能的电解池，故B不符合题意；
C．由分析可知，该装置为电解池，工作时氢离子通过阳离子交换膜，由左室向右室移动，故C不符合题意；
D．由分析可知，该装置为电解池，a电极为电解池的阳极，在硫化氢作用下，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成硫化亚铜和氢离子，电极反应式为2Cu-2e-+H2S= Cu2S+2H+，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，该装置为电解池，a电极为电解池的阳极，在硫化氢作用下，铜在阳极失去电子发生氧化反应生成硫化亚铜和氢离子，电极反应式为2Cu-2e-+H2S= Cu2S+2H+，b电极是阴极，CuFeS2在阴极得到电子发生还原反应Cu2S、Fe2+、H2S，电极反应式为2CuFeS2+6H++2e-=Cu2S+2Fe2++3H2S↑，氢离子通过阳离子交换膜，由左室向右室移动。
12．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电解池工作时将电能转化为化学能，A不符合题意；
B．电极a上的反应为ClO -e-=ClO2↑，所以阳极迁移到阴极的阳离子为Na+，而电解时电极b上水电离出的氢离子放电生成氢气，所以右侧溶液中水减少，NaCl浓度变大，B不符合题意；
C．电解池中阳离子向阴极移动，所以Na+由a极区向b极区迁移，C不符合题意；
D．电解池中阳极ClO 失电子生成ClO2，电极反应为ClO -e-=ClO2↑，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电极a上NaClO2转化为ClO2，Cl元素化合价升高，发生氧化反应，所以电极a为阳极，电极b为阴极，水电离出的氢离子放电生成氢气。
13．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．充电时，a为阳极发生氧化反应，电极反应为Fe(CN) -e-=Fe(CN) ，A不符合题意；
B．充电时，b为阴极发生还原反应：Zn(OH) +2e-= Zn+4OH-，生成氢氧根，所以pH增大，B不符合题意；
C.6.5gZn的物质的量为0.1mol，根据电极方程式可知此时转移0.2mol电子，生成0.2mol Fe(CN) ，C符合题意；
D．带负电隔膜对Zn(OH) 离子有排斥作用，可实现碱性锌铁液流电池在充电过程中锌的沉积方向由沿离子传导膜向沿电极侧转变，避免了锌枝晶对隔膜造成破坏，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】Zn为活泼金属，所以放电时b电极为负极，发生氧化反应：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH) ，a电极为正极发生还原反应：Fe(CN) +e-=Fe(CN) ；则充电时a为阳极发生氧化反应，b为阴极发生还原反应。
14．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．锂离子在铜箔上得到电子，生成金属锂，则铜箔为阴极，发生还原反应，A项不符合题意；
B．阳极上可以是氯离子或水失电子，就有氯气或氧气生成，B项不符合题意；
C．该装置是先利用太阳能发电，然后电解海水生成锂，所以工作时的能量转化形式：太阳能→电能→化学能，C项符合题意；
D．该装置的目的是为了从海水中提取金属Li，固体陶瓷膜让海水中的锂离子通过，锂离子从海水中到阴极铜箔得电子，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】该装置的目的是为了从海水中提取金属Li，是先利用太阳能发电，将电能转化为化学能，是电解池装置，在海水上面的铜箔为阴极，发生还原反应：Li++e-=Li，催化电极为阳极，因海水中有氯离子，阳极上可以是氯离子或水失电子，就有氯气或氧气生成
15．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．M极上水分子失去电子被氧化为氧气，M为阳极，A不符合题意；
B． 阳极水失去电子，生成氢离子和氧气，氢离子通过阳离子交换膜进入阴极室，离子交换膜为阳离子交换膜，B符合题意；
C． N极上二氧化碳转化为甲酸，是得到电子的还原反应，电极反应式为CO2+2e-+2H＋=HCOOH，C不符合题意；
D． 按得失电子数守恒得关系式： ，则 消耗的CO2与生成的O2物质的量之比为2：1，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据CO2到甲酸，碳元素的化合价降低被还原，发生二氧化碳得到电子结合氢离子变为甲酸的还原反应，因此N做阴极，对应M做阳极，是水失去电子变为氧气，发生氧化反应，由于阴极区需要氢离子，因此是阳离子交换膜，根据得失电子即可计算出而二氧化碳和氧气的物质的量之比
16．【答案】D
【知识点】常见能量的转化及运用；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电解池是将电能转化为化学能，故A不符合题意
B.电解时，阴极是氢离子得到电子变为氢气，钾离子向阴极移动，故B不符合题意
C.电解过程中产生大量氢氧根离子，故pH增大，故C不符合题意
D.阴极是氢离子的得到电子，电解质溶液显碱性，因此阴极是2H2O+2e=2OH-+H2，故D符合题意
故答案为：D
【分析】根据电解方程式，电解池是将电能转化为化学能的装置，阴极是水电离出的氢离子得到电子，变为氢气，留下大量的氢氧根离子吸引的量的钾离子，正极是失去电子变为乙炔和二氧化碳，电解时不断的产生氢氧化钾，碱性增强
17．【答案】C
【知识点】硝酸的化学性质；电解池工作原理及应用；二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】A．Fe+2FeCl3=3FeCl2，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，因此 均可通过化合反应生成，A不符合题意；
B．放电顺序：OH-＞ ，H+＞Na+，因此电解 和NaOH溶液时，阳极均为OH-失去电子，阴极均为H+得到电子，都是在电解水，B不符合题意；
C．SO2不能使酸碱指示剂褪色，C符合题意；
D．铁和铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中均会钝化，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】氯气溶于水形成盐酸和次氯酸，可以使石蕊变红色，但是次氯酸具有氧化性可以使石蕊褪色，而二氧化硫是酸性氧化物溶于水形成亚硫酸，可以是石蕊变红，不能使紫色石蕊褪色，其他选项均正确
18．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知，a 为电源负极，故A不符合题意；
B.由碳元素化合价的变化可知，左池为阴极池，二氧化碳在阴极上得到电子发生还原反应生成丙烯，电极反应式为3CO2 +18e- + 18H+=CH2=CH- CH3+6H2O，故B不符合题意；
C.阳离子向阴极移动，则H+从右侧通过质子交换膜进入左侧，故C不符合题意；
D.缺标准状况，无法利用转移电子数目计算丙烯的体积，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由碳元素化合价的变化可知，左池为阴极池，a电极为电源的负极，二氧化碳在阴极上得到电子发生还原反应生成丙烯，电极反应式为3CO2 +18e- + 18H+=CH2=CH- CH3+6H2O，右池为阳极池，b电极为电源的正极，水在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2H2O-4e- = O2↑+4H+。
19．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知，工作时，Ⅰ室内c(H＋)减小，溶液的pH增大，Ⅱ室内的c(H＋)增大，pH减小，A不符合题意；
B.反应生成1molCo，则转移2mol电子，则Ⅰ室内反应生成O2的物质的量为0.5mol，其质量为0.5mol×32g/mol=16g，此时有2molH+通过阳离子交换膜进入Ⅱ室内，其质量为2mol×1g/mol=2g，因此Ⅰ室内溶液减少的质量为16g+2g=18g，B不符合题意；
C.移除交换膜后，由于Cl－失电子能力强于OH－，因此石墨电极上主要有Cl－失电子，其电极反应式为2Cl－－2E=Cl2↑，C不符合题意；
D.由分析可知，该电解池中阳极的电极反应式为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，阴极的电极反应式为Co2＋＋2e－=Co，因此电解总反应为：2Co2＋＋2H2O2Co＋O2↑＋4H＋，D符合题意；
故答案为：D
【分析】在该电解池中，石墨电极与电源的正极相连，为阳极，H2O电离产生的OH－发生失电子的氧化反应，生成O2，其电极反应式为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，此时Ⅰ室内的H＋通过阳离子交换膜进入Ⅱ室内。Co电极与电源的负极相连，为阴极，溶液中的Co2＋发生得电子的还原反应，其电极反应式为：Co2＋＋2e－=Co；此时Ⅲ室内的Cl－通过阴离子交换膜进入Ⅱ室内。据此结合选项进行分析。
20．【答案】D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，A不符合题意；
B.阳极上为Br-失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，B不符合题意；
C.电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1mol乙二酸生成1mol乙醛酸转移电子为2mol，1mol乙二醛生成1mol乙醛酸转移电子为2mol，根据转移电子守恒可知每生成1mol乙醛酸转移电子为1mol，因此制得2mol乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2mol电子，C不符合题意；
D.由上述分析可知，双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极，即H+移向铅电极，D符合题意；
故答案为：D
【分析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br-被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极，OH-移向阳极。
21．【答案】B,C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，Pt（I）为阴极，电解一段时间后，该极区溶液pH增大，故A不符合题意；
B．由分析可知，B（OH） 通过阴离子交换膜进入产品室，在产品室中B（OH） 与氢离子反应生成硼酸，反应的离子方程式为B（OH） +H+=H3BO3+H2O，故B符合题意；
C．水的导电性弱，则Pt（I）极区加入氢氧化钠是为了增强溶液的导电性，加快电解的反应速率，有利于硼酸的生成，故C符合题意；
D．由分析可知，膜x是阳离子交换膜，故D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】 由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的Pt(I)为阳极，稀硫酸溶液中的水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，溶液中氢离子浓度增大，由电荷守恒关系可知，溶液中氢离子通过阳离子交换膜进入产品室；与直流电源负极相连的Pt(II)为阴极，溶液中的水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，溶液中氢氧根离子浓度增大，由电荷守恒关系可知，氢氧根离子通过阳离子交换膜进入原料室，B(OH)通过阴离子交换膜进入产品室；产品室中B(OH)4-与氢离子反应生成硼酸。
22．【答案】B,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电极b，发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，A不符合题意；
B．m为阳离子交换膜，允许H+和Na+通过，在左侧出现再生液，B符合题意；
C．由于右侧水放电，放氧生酸，水的量减少，故H2SO4的浓度变大，pH减低，C不符合题意；
D．出液1为H2SO3溶液，可使溴水褪色，D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】脱疏完后的溶液液在阴极区发生析氢反应，使阴极区pH值上升，因此过量的OH-与HSO3-反应生成SO32-或与Na+结合生成NaOH。因此左侧再生液为NaOH和Na2SO3溶液，由于电荷守恒，中间区的Na+进入左侧，而在右侧，发生氧化反应，2H2O-4e-=O2+4H+，H+透过阳膜定入中间区，因此.出液1为H2SO3溶液。此反应本质是双阳膜电解法。
23．【答案】C,D
【知识点】铜的电解精炼；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电解精炼铜时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，故A不符合题意；
B．电解精炼铜时，粗铜应作阳极，连接电源的正极，故B不符合题意；
C．电解时，阴极Cu2+得电子生成Cu单质，电极反应式为： ，故C符合题意；
D．金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此Ag、Pt不会放电，以单质形式沉积下来，故D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】电解精炼铜时，粗铜做阳极，纯铜做负极，电解时，阳极是一些活泼的金属如锌、铁先放电，之后是铜放电，而银和铂不放电，称为阳极泥，而阴极是铜离子在得到电子变为铜单质，总的铜离子浓度在降低
24．【答案】B,D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 电池放电时，阳离子向正极移动，根据放电时Li的移动方向可知，b极为正极，A不符合题意；
B. 充电时，a为阴极，b为阳极，Li+移向阴极，B符合题意；
C.放电时a电极上发生反应：LixC6-xe-=xLi++6C，不符合题意；
D. 充电时b极反应： LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO，若转移0.01mol电子，则有0.01molLi+从b电极中脱去，电极减重0.01mol×7g/mol=0.07g，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】放电时为原电池，阳离子向正极移动，根据图像可知，放电时Li+向b极移动，故b为正极，所以a为负极。原电池反应为：
正极：xLi++Li1-xLaZrTaO+xe-=LiLaZrTaO
负极：LixC6-xe-=xLi++6C
电解池的反应为：
阳极： LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO
阴极：xLi++6C+xe-=LixC6
25．【答案】A,B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．硫化铜反应后转化为硫化亚铜以及 ，且 ， ，化合价改变的只有Cu，故硫化铜从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量减少，A项符合题意；
B．根据以上分析，B项符合题意；
C．如图所示，应加入 ，C项不符合题意；
D．充电时，电极方程式为 ，D项不符合题意；
故答案为：AB。
【分析】放电时，铝为负极，被氧化生成 ，电极方程式为 ，正极反应为： ；充电时，是电解池：阳极方程式为 ；阴极反应为 。
26．【答案】A,D
【知识点】电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，M膜为阳离子交换膜，故A不符合题意；
B．由分析可知，出口2的产物为盐酸，故B符合题意；
C．若去掉双极膜，浓氯化钠溶液中的氯离子会在阳极上失去电子发生氧化反应生成氯气，则阳极室会有氯气生成，故C符合题意；
D．由分析可知，氢离子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气，若电路中每转移1 mol电子，由得失电子数目守恒可得两极共得到气体的物质的量为1 mol× +1 mol× =0.75mol，故D不符合题意；
故答案为：AD。
【分析】由题给示意图可知，该装置为电解池，左侧与电源负极相连的电极为电解池的阴极，BP双极膜解离出的氢离子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，解离出的氢氧根离子进入1室，使1室中溶液电荷不守恒，促使盐室中的钠离子从阳离子交换膜进入1室，则M膜为阳离子交换膜，出口1的产物为氢氧化钠溶液；右侧与电源正极相连的电极为阳极，BP双极膜解离出的氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气，解离出的氢离子进入2室，使2室中溶液电荷不守恒，促使盐室中的氯离子从阳离子交换膜进入2室，则N膜为阴离子交换膜，出口2的产物为盐酸。
27．【答案】A,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．锂离子电子放电时负极LixC6失电子被氧化，正极Li1-xCoO2得电子发生还原反应生成LiMnO2，则总反应式为 ，故A符合题意；
B．放电时，阳离子向正极移动，则 在电解质中由负极通过A膜向正极迁移，故B不符合题意；
C．充电时，左侧发生还原反应，电极反应式为C6+xLi++xe-=LixC6，若转移1mol ，电极增重的质量为7g/mol×1mol=7g，故C不符合题意；
D．充电时，右侧电极为阳极，LiCoO2失电子被氧化为Li1-xCoO2，电极反应式为 ，故D符合题意；
故答案为AD。
【分析】该电池放电时LixC6失电子被氧化，为负极，正极上Li1-xCoO2得电子发生还原反应生成LiCoO2，为正极。
28．【答案】（1）4OH--4e-＝2H2O+O2↑(或2H2O-4e-＝4H++ O2↑)
（2）HCO3 –存在电离平衡：HCO3－ H++CO32-，阴极H+放电，浓度减小平衡右移（或溶液中H+放电，增大了OH－浓度，与HCO3 –反应，从而使CO32-再生）
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）装置图分析与电源正极相连的为电解池的阳极，与电源负极相连的为电解池的阴极，阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为4OH --4e-＝2H2O+O2↑；（2）HCO3 –存在电离平衡：HCO3－ H++CO32-，在阴极区，溶液中H+放电，破坏水的电离平衡，OH-浓度增大，OH-与HCO3-反应生成CO32-，所以CO32-在阴极区再生。
【分析】（1）装置图分析与电源正极相连的为电解池的阳极，与电源负极相连的为电解池的阴极，阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气；
（2）阴极H+放电OH-浓度增大，OH-与HCO3-反应生成CO32-，CO32-再生．
29．【答案】锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出；正；2H++2e-=H2↑；Cu；Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；21.6
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】①a和b不连接时，该装置不构成原电池，锌和氢离子发生置换反应，离子反应方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，因此实验现象为锌片逐渐溶解，锌片上有气泡冒出；
②a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；锌失电子发生氧化反应而作负极，放电时，电解质溶液中氢离子向正极铜电极移动，总反应式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；
③若电解质溶液改为AgNO3溶液，则在Cu电极上发生反应Ag++e-=Ag，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片析出0.2molAg，质量为0.2mol×108g/mol=21.6g 。
【分析】①ab不连接铜不反应、锌与硫酸反应生成硫酸铜和氢气；
②ab连接形成原电池活泼金属锌为负极、Cu为正极；
③电解质溶液改为硝酸银溶液，则在铜电极上析出单质银，根据转移电子的物质的量计算质量变化。
30．【答案】（1）0.2mol
（2）O2+2H2O+4e﹣＝4OH﹣；2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
（3）a；2 +12H++10e﹣=N2↑+6H2O
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe﹣2e﹣＝Fe2﹣，石墨为正极，发生Cu2++2e﹣＝Cu，总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu，一段时间后，两电极质量相差12g，
120g：12g=2mol：n解得n＝0.2mol，故答案为：0.2；(2)若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，正极发生O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，则乙装置与铜相连的石墨为阳极，阳极发生氧化反应：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；故答案为：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣；2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；(3)硝酸根离子得电子生成氮气，则b相连的电极为阴极，所以b为负极，a为正极，阴极上的反应为：2 +10e﹣+12H+＝6H2O+N2↑；故答案为：a；2 +10e﹣+12H+＝6H2O+N2↑。
【分析】(1)根据Fe+Cu2+═Fe2++Cu，利用差量法计算；(2)甲装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，正极发生O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，则乙装置与铜相连的石墨为阳极，阳极发生氧化反应：2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑；(3)硝酸根离子得电子生成氮气，则b相连的电极为阴极，条件为酸性，写出电极反应式。
31．【答案】（1）CuCl2 Cu+Cl2↑
（2）Cu2++e-=Cu+
（3）Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓；在5mol/LCuCl2溶液中加入少量铜粉(或打磨过的铜片)，观察到有白色固体生成
（4）2H2O+2e-=H2↑+2OH-
（5）若猜想3成立，[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-中+1价铜具有还原性，也可与硝酸反应产生类似的现象
（6）黑色物质中一定含[Cu(II)Cu(I)Cl4(H2O)]-，可能含纳米铜粉
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学平衡移动原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)电解 溶液，阳极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝，是氯气，阴极上有红色固体析出，固体为铜，则电解反应的化学方程式为CuCl2 Cu+Cl2↑。
Ⅰ．(2)若阴极电极反应分两步，第二步是 ，则第一步是生成Cu+，则电极反应为Cu2++e-=Cu+。
(3)若阴极先发生电极反应 ，而后发生资料ⅱ中可逆反应的逆反应，即铜和铜离子的归中反应，生成的Cu+和溶液中的Cl-生成CuCl白色沉淀：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓。要通过实验证明反应a能发生，可以在5mol/LCuCl2溶液中加入少量铜粉(或打磨过的铜片)，观察到有白色固体生成。
Ⅱ．(4)若猜想1成立，需要生成OH-，所以阴极一定还存在的电极反应是2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
(5)实验③发生了氧化还原反应，铜被氧化生成Cu2+，硝酸被还原生成NO，但不一定是单质铜被氧化，也可能是 中的+1价铜被氧化，所以乙同学认为甲同学的结论不合理。
(6)由上述实验可知猜想1不成立，因为阴极没有气体产生，根据实验④，加入浓盐酸，增大了Cl-的浓度，使 平衡正向移动，黑色液体颜色加深，根据实验⑤，加水， 平衡逆向移动，溶液变澄清，呈绿色，同时出现少量白色沉淀CuCl，所以黑色物质一定有 ，根据实验③，也可能含有纳米铜粉。
【分析】（1）根据阳极和阴极的产物即可写出电池的总反应
（2）根据产生的沉淀即可判断产生的亚铜离子，因此第一步是得到电子产生亚铜离子
（3）根据白色沉淀CuCl产生原理即可写出方程式，判断反应的发生可用洁净的铜片直接放入到5mol/L的氯化铜溶液中
（4）产生氢氧化铜，说明有大量的氢氧根离子，因此阴极可能发生的反应为氢离子的放电
（5）根据 (棕黑色)，含有亚铜离子具有还原性也与硝酸反应得到气体
（6）根据实验的现象即可得出结论
32．【答案】（1）还原性
（2）C；33.6%
（3）Cl- -5e- + 2H2O = ClO2↑+ 4H+；0.01
（4）50
（5）2NaClO3＋4HCl＝2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl
【知识点】以氯碱工业为基础的化工生产简介；氧化还原反应；二价铁离子和三价铁离子的检验；中和滴定；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】I．(1)加入KSCN溶液后溶液变为淡红色，说明溶液中有少量Fe3+，说明亚铁离子容易被氧化生成Fe3+，而亚铁是血红蛋白重要组成成分，起着向人体组织传送O2的作用，“与Vc同服可增加本品吸收”，服用Vc可防止药品中的Fe2+被氧化成Fe3+，说明Vc具有还原性，故答案为：还原；(2)①试剂1起溶解作用，根据药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸，因此该实验中的试剂2与甲同学设计的实验中的试剂1都应该是某种酸，由于盐酸能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，而硝酸又具有较强的氧化性，因此只能选用稀硫酸，故答案为：C；②用0.0200mol/L的KMnO4溶液滴定，用去KMnO4溶液12.00mL，消耗的高锰酸钾的物质的量为0.0200mol/L×0.01200L=0.00024mol，根据得失电子守恒，反应的方程式为 +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，则该药品含“铁”的物质的量为0.00024mol×5× =0.06mol，药品含“铁”的质量分数为 ×100%=33.6%，故答案为：33.6%；II．(3)由题意可知，阳极上氯离子放电生成ClO2，电极反应式为：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；在阴极上发生2H++2e-=H2↑，氢气的物质的量为 =0.005mol，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，故通过交换膜的阳离子的物质的量为0.005mol×2=0.01mol，故答案为：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；0.01；(4)根据Ksp(BaSO4)= 1.0 ×10－10，Ksp(BaCO3)= 5.0 ×10－9，若溶液中c(Ba2+)=1x10-5时，则c(SO )= ，c(CO )= ，因此c(CO ) ∶c(SO )= = =50，故答案为：50； (5)电解食盐水得到的氯酸钠(NaClO3)在发生器②中与盐酸反应生成ClO2，根据图示，同时生成氯气，二氧化氯发生器中生成ClO2的化学方程式为：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O，故答案为：2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。
【分析】I．(1)加入KSCN溶液后溶液变为淡红色，说明溶液中有少量Fe3+，说明亚铁离子容易被氧化生成Fe3+，而亚铁是血红蛋白重要组成成分，起着向人体组织传送O2的作用，“与Vc同服可增加本品吸收”，据此分析判断Vc的作用；(2)①试剂1起溶解作用，结合药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸和酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性分析判断；②根据反应的方程式为 +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O结合消耗的高锰酸钾的物质的量计算；II．(3)由题意可知，阳极上氯离子放电生成ClO2，据此书写电极反应式；在阴极发生2H++2e-=H2↑，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，根据生成氢气的物质的量计算解答；(4)根据c(SO )= ，c(CO )= 计算；(5)电解食盐水得到的氯酸钠(NaClO3) 在发生器②中与盐酸反应生成ClO2，结合图示还生成了氯气，据此分析书写反应的方程式。
33．【答案】（1）pH=6；Cl2（aq）＋H2O HClO＋H＋＋Cl－、HClO H＋＋ClO－、Cl2（g） Cl2（aq）
（2）Cl2+2NaClO2＝2NaCl+2ClO2
（3）阳极；Cl--6e- +3 H2O＝6H＋＋
（4）；3ClO－（aq）＝ 2Cl－（aq）＋ （aq） △H＝-116kJ·mol-1
【知识点】氯气的化学性质；电解池工作原理及应用；氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】（1）①起杀菌作用的是次氯酸，由图像可知，Ph=6.5时次氯酸的浓度比Ph=7.5时要大，次氯酸浓度越大，杀菌效果好，所以pH=6时杀菌效果好；②含氯的物质存在平衡的状态为氯气和水反应，次氯酸的电离，液态氯气和气态氯气的平衡等，所以方程式为：Cl2（aq）＋H2O HClO＋H＋＋Cl－、HClO H＋＋ClO－、Cl2（g） Cl2（aq）；（2）①二氧化氯是一种新的消毒剂，工业上可用氯气氧化NaClO2溶液制取二氧化氯，结合原子守恒和电子守恒，方程式为：Cl2+2NaClO2＝2NaCl+2ClO2；②工业上还可以在80度时电解氯化钠溶液得到NaClO3，氯离子失去电子在阳极生成氯酸根离子，电极反应为：Cl--6e- +3H2O＝6H＋＋ ；（3）①图像分析可知，能量越高，越活泼，+3价的离子最活泼为 ；②根据转移电子守恒得该反应方程式为：3ClO－（aq）＝ 2Cl－（aq）＋ （aq） △H＝-116kJ·mol-1。
【分析】（1）①HClO的杀菌能力比ClO-强，所以HClO的浓度越大，其杀菌效果越好；②依据图像分析可知，含氯的物质存在平衡的状态为氯气和水反应，次氯酸的电离平衡，液态氯气和气态氯气的平衡等；
（2）二氧化氯是一种新的消毒剂，工业上可用氯气氧化NaClO2溶液制取二氧化氯，结合原子守恒和电子守恒写出该反应的化学方程式；
（3）工业上还可用下列方法制备 ClO2 ，在80度时电解氯化钠溶液得到NaClO3，氯离子失去电子在阳极生成氯酸根离子；
（4）①能量越高越活泼分析 ；②B→A+D ，根据转移电子守恒得该反应方程式为：3ClO－（aq）＝ 2Cl－（aq）＋ （aq）， △H＝（62kJ·mol-1+2×0kJ·mol-1）-3×60kJ·mol-1=-116kJ·mol-1。
34．【答案】（1）2H2O-4e-=O2↑+ 4H+
（2）1∶2∶2∶2
（3）5.4
（4）硝酸不稳定，见光或受热易分解 B中反应的化学方程式是 。
【知识点】电极反应和电池反应方程式；硝酸的化学性质；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】F装置是电解池装置，电解饱和食盐水，阳极是氯离子进行放电，阴极是氢离子得到电子变为氢气，因此留下大量的氢氧根离子，因此F极变红则F为阴极，E为阳极，同时可以确定D为阴极，C为阳极，G为阳极，H为阴极，X为阳极，Y为阴极。
（1）若AB电源是甲醇在酸性环境中的燃料电池，则甲中的C连接的是电池的正极，为阳极，电极反应式为 2H2O-4e-=O2↑+ 4H+ ，故正确答案是： 2H2O-4e-=O2↑+ 4H+
（2）若甲乙装置的C为阳极，析出氧气，2H2O-4e-=O2↑+ 4H+， D为阴极，析出铜Cu2++2e=Cu，乙装置中，E为阳极，析出氯气，2Cl--2e=Cl2，F为阴极，析出氢气，2H2O+4e=H2↑+2OH-，当转移4mol电子时，C极析出1mol单质，D极析出2mol，E析出2mol，F析出2mol，求出对应的单质的物质的量为1：2：2：2：2，故正确答案是：1：2：2：2：2
（3）丙是一个给铜件镀银的装置，G为阳极发生氧化反应为银，H为阴极，材料为铜，当一中的溶液中的氢氧根离子=0.1mol/L时即产生0.05mol的氢氧根离子，说明转移0.05mol的电子即析出0.05mol的银，丙中析出的银的质量为108x0.05g=5.4g，故正确答案是： 5.4
（4） ①浓硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，原因是硝酸不稳定，见光或受热易分解
②B为二氧化氮与水反应生成硝酸和水的反应，故B中反应的化学方程式是
【分析】根据给出F极附近呈现红色，先将其余电极的阴极和阳极进行判断
（1）电解硫酸铜溶液，正极是氢氧根离子放电，而阴极是铜离子得电子，根据判断C的电极即可写出电极式
（2）根据电极的阴阳极即可写出电极方程式，再结合转移的电子数相同即可计算出物质的量
（3）根据氢氧根离子的浓度即可计算出转移的电子数即可计算出银离子的物质的量
（4）①考虑的是浓硝酸的见光分解②考查的是二氧化氮和水反应的方程式
35．【答案】（1）4NH3（g）+6NO （g）=5N2（g）+6H2O（g）△H=-2710.2kJ mol-1
（2）正极区； + e-+2 = +H2O；V3++e-=V2+
（3）；0.02 mol/（L·min）；B
（4）2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++ +4H+
【知识点】热化学方程式；化学反应速率；化学平衡常数；化学平衡移动原理；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）氨气还原NO生成 和 的方程式为4NH3（g）+6NO （g）=5N2（g）+6H2O（g），还原1molNO约放出451.7kJ的热量，则还原6molNO放热的热量为2710.2kJ，该反应的热化学方程式为4NH3（g）+6NO （g）=5N2（g）+6H2O（g）△H=-2710.2kJ mol-1，故答案为：4NH3（g）+6NO （g）=5N2（g）+6H2O（g）△H=-2710.2kJ mol-1；
（2）依据电池原理 ，放电过程中，H+向正极区移动，放电过程中 中V的化合价由+5价降低为+4价（ ），被还原，应是电源的正极反应，正极反应式为 + e-+2 = +H2O；充电时，阴极发生还原反应，阴极反应式为V3++e-=V2+，故答案为：正极区； + e-+2 = +H2O；V3++e-=V2+；
（3）①反应2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）的平衡常数表达式为K= ，故答案为： ；
②依据图象，20min时氮气的浓度为0.2mol/L，根据方程式，二氧化碳的浓度为0.4mol/L，前20min内用CO2的浓度变化表示的反应平均速率为 =0.02 mol/（L·min），故答案为：0.02 mol/（L·min）；
③20min时，若改变反应条件，导致N2浓度逐渐增大。A．加入催化剂，平衡不移动，氮气的浓度不变，故A不可能；B．降低温度，平衡向放热反应方向移动，即平衡正向移动，氮气的浓度逐渐增大，故B可能；C．缩小容器体积，平衡正向移动，氮气的浓度应骤然增大后逐渐增大，故C不可能；D．增加 的量，平衡逆向移动，氮气的浓度减小，故D不可能；故答案为：B；
（4） 利用 、 的催化作用，常温下将 转化 而实现 的处理。含 的废气通入含 、 的溶液时，其中一个反应的离子方程式为 ，根据催化剂的特点，另一个反应一定有Fe3+→Fe2+，反应方程式为 2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++ +4H+，通过该反应，吸收了大气污染物SO2，同时制得了硫酸，故答案为：2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++ +4H+。
【分析】(1)根据盖斯定律写出热化学方程式；
(2)原电池中阳离子向正极移动；根据方程式写出正极和阴极反应；
(3) ① 平衡常数是各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值；
② 根据v=计算反应速率；
③ 根据勒夏特列原理以及影响反应速率的因素分析；
(4)根据氧化还原的原理写出方程式。
36．【答案】（1）-90；＜
（2）5：16；100；0.01
（3）；CO2不溶于NaHCO3溶液，而能溶于NaOH溶液、Na2CO3溶液
【知识点】盖斯定律及其应用；电极反应和电池反应方程式；焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡转化过程中的变化曲线；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律 （ii-2i-iii）可得CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g） 的 ΔH= [-121-2×41+23]kJ·mol-1=-90 kJ·mol-1；该反应为气体系数之和减小的反应，所以ΔS＜0；
（2）①该反应焓变小于0为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO、H2的物质的量增加，CH3OH的物质的量减小，所以图示为CH3OH的物质的量变化曲线；500K下平衡时，甲容器中甲醇的物质的量为0.25mol，结合方程式可知此时n（CO）=0.25mol、n（H2）=0.5mol，设容器体积为V1，则K= ；乙容器中平衡时n（CH3OH）=0.10mol，则此时n（CO）=0.4mol、n（H2）=0.8mol，设容器体积为V2，则K= ，温度相同则平衡常数相同，所以 = ，解得V1：V2=5：16；
②p总1=0.2MPa，平衡时n（CH3OH）=0.25mol、n（CO）=0.25mol、n（H2）=0.5mol，所以p（CH3OH）= p（CO）=0.2 MPa× =0.05MPa，同理p（H2）=0.1MPa，所以Kp= MPa-2=100 MPa-2；
③b点平衡时n（H2）=0.8mol，Δn（H2）=0.2mol，所以v（H2）= =0.01 mol·min-1；
（3）可利用CO2为原料通过电解方法制备甲醇，说明CO2在阴极被还原为甲醇，电解质溶液为NaHCO3水溶液，根据电子守恒和元素守恒可得电极反应式为 ；CO2不溶于NaHCO3溶液，而能溶于NaOH溶液、Na2CO3溶液，会造成CO2的损失，利用率低。
【分析】(1)根据盖斯定律分析ΔH，根据反应前后气体数目分析 ΔS ；
(2)①根据相同温度下平衡常数相等计算；
②根据Kp=计算；
③根据v=计算；
(3)阴极得电子发生还原反应，生成CH3OH；CO2不溶于NaHCO3溶液。
37．【答案】（1）CH2O；D
（2）大于；4×1012
（3）2NH4HS+O2=2S↓+2NH3·H2O
（4）CO2+2e-+2H+=HCOOH
（5）1.8
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学反应速率；化学平衡常数；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)据图可知生成副产物CH2O时反应的活化能较大，反应进行的较慢，所以相对较少；反应慢的步骤决定整体反应速率，据图可知合成甲醇的过程中 CO + OH CO + H2O的活化能最大，反应速率最慢，所以需要主要降低该步骤的中的能量变化，即选D；
(2)据图可知y点时CH4的转化率低于平衡转化率，所以平衡正向移动，v(CO)正＞v(CO)逆，而v(CO)逆=v(H2)逆，所以v(CO)正＞v(H2)逆；x点CH4的平衡转化率为50%，初始投料为0.1 mol 的CH4和0.1mol的CO2，根据方程式可知从起始到平衡时Δn(CH4)=Δn(CO2)=0.05mol，Δn(CO)=Δn(H2)=0.1mol，则平衡时体系内n(CH4)=n(CO2)=0.1mol-0.05mol=0.05mol，n(CO)=n(H2)=0.1mol，则p(CH4)=p(CO2)= =5×105Pa，p(CO)=p(H2)= =1×106Pa，所以Kp= =4×1012Pa；
(3)根据题意可知硫氢化铵中通入空气时，氧气将-2价的S元素氧化得到S单质，根据电子守恒和元素守恒可知化学方程式为2NH4HS+O2=2S↓+2NH3·H2O；
(4)据图可知左侧电极上H2O被氧化生成O2，所以左侧为阳极，右侧为阴极，阴极上CO2被还原结合迁移到阴极的氢离子得到HCOOH，电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH；
(5)阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成的氢离子经质子交换膜迁移到阴极，所以每转移0.2mol电子，阳极室减少的质量为0.1mol水的质量，即1.8g。
【分析】（1）根据流程，活化能越高，速率越慢即可判断，根据能量变化找出能高最高的变化即可
（2）根据图示，y点还未达到平衡故正速率大于逆速率，根据x的甲烷的转化率再结合三行式以及平衡压强即可计算出平衡常数
（3）根据反应物和生成物即可写出方程式
（4）根据物质之间转化时的得失电子情况即可找出得到电子的反应写出即可
（5）根据阳极的反应方程式利用转移的电子即可计算出质量的变化
38．【答案】（1）890.7kJ mol-1；b
（2）40%；
（3）；增大
（4）；3：2
【知识点】燃烧热；化学平衡常数；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】 （1）①I.2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) H1=-479.8kJ mol-1 ① II.CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) H2=+68.9kJ mol-1②根据盖斯定律计算出①x2+②得到：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)， H=2x H1+ H2= -890.7kJ mol-1
故燃烧热为 890.7kJ mol-1
②a. 燃烧等质量的CH4，放出的热量一样多，故a不符合题意
b. .有利用于二氧化碳的分离与回收 ，故b符合题意
c. 燃烧等质量的CH4，消耗的O2相同，故c不符合题意
（2）①R点 的 lgKp =0，即可计算出Kp=1， 温度和体积相同时，压强与物质的量成正比，设平衡时一氧化碳转化量为x， CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s)
起始1 2
转化x x
平衡1-x 2+x
kp==1，x=0.5 则一氧化碳的转化率为=50%
②只发生b和c反应，则Kb=Kc，kb=，Kc=p(CO2)，根据Kb=Kc，得出=p(CO2)，即可得出
（3）① 设甲烷的转化量为x CH4(g)+4FeO(s) 4Fe(s)+2H2O(g)+CO2(g)
起始 1
转化 x 2x x
平衡 1-x 2x x
根据 达到平衡状态时容器的气体压强是起始压强的2倍 即可计算出=x=0.5，因此转化为压强为p(CH4)= 0.5P0，
p(H2O)=P0 p(CO2)=0.5P0，因此Kp==
②恒压，此反应是体积增大的反应，导致压强降低平衡向右移动转化率增大
（4）① 乙烯是在正极得到根据图示即可写出电极式为
②根据 生成的乙烯和乙烷的体积比为1：2 ，即可写出总的反应方程式为6CH4+4CO2=2C2H6+C2H4+4H2O+4CO因此
则消耗的CH4和CO2体积比为3：2
【分析】 （1）①根据盖斯定律即可求出燃烧热②焓变与过程无关只与起始物和最终物有关
（2）① 根据此时的 lgKp =0计算出Kp数值，再结合方程式利用二氧化碳和一氧化碳表示出Kp计算出转化量即可②根据此时Kb=Kc计算即可
（3）①根据给出平衡时的压强比值，以及方程式利用三行式计算出平衡时的各压强即可计算出②正反应是体积增大的反应，导致压强降低，平衡左移
（4）①根据图示找出反应物和产物即可写出电极式
②根据给出的比例进行总的方程式配平即可计算出比例
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